| लेसर शक्ति प्रदायी प्रभाग |
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हाई पावर लेजर के लिए पल्स पावर सप्लाई:
1. सॉलिड स्टेट लेसर के लिए हाई पिक करंट पल्स पावर सप्लाई
2. हाई वोल्टेज और हाई गति ट्रिगर सर्किट
3. Nd: ग्लास डीस्क लेसर अम्प्लिफायर के लिये 150 kJ सिंगल शॉट पल्स पावर सप्लाई
4. स्माल साईज क्रिपटान लेम्प के लिए सिमर मोड पल्स पावर सप्लाई
5. कॉपर वपौर लेसर की पावर सप्लाई :
a. कॉपर वेपर लेसर डेवलोपमेंट तथा उसके प्रकार
b. कॉपर वेपर लेसर के लिए पल्स पावर सप्लाई का डेवलोपमेंट
c. कॉपर वेपर लेसर एप्लिकेशन (माईक्रोमशीनिग)
1. सॉलिड स्टेट लेसर के लिए हाई पिक करंट पल्स पावर सप्लाई
High peak current pulsed power Supply for solid state laser
सॉलिड स्टेट लेसर के लिए पल्स पावर सप्लाई में रेसोनेंट चार्जिग सर्किट बड़े संधारित्र बैंकों, पल्स बनाने वाला नेटवर्क (पीएफएन), हाई वोल्टेज ट्रिगर सर्किट, इंटरलॉक्स और कंट्रोल सर्किट होते हैं। हाई ऊर्जा, (400J) 2-बीम एनडी: ग्लास लेसर प्रणाली एक बड़े पैमाने पर विकसित की गई है। संग्रहीत विद्युत ऊर्जा (1.5MJ) क्षमता के आर्डर का होताहै। संग्रहीत ऊर्जा नियंत्रित तरीके से विभिन्न आकारों के लगभग 300 फ्लैश लेम्प को दी जाती है।
कैपेसिटर बैंक चार्जिंग के लिए कॉन्सटेटं करंट पावर् सप्लाई (सीसीपीएस) को 50Hz रेसोनेंट चार्जिंग और 25kHz रेसोनेंट इमिटेंस कनवर्टर टोपोलॉजी का उपयोग करके विकसित की जाती है। फ्लैश लैंप पंप सोलिड स्टेट लेसर के कैपेसिटर बैंको को चार्जिंग के लिए बाई पोलर पावर सप्लाई डिज़ाइन और विकसित की गई है। ओपीसीपीए (OPCPA ) प्रोजेक्ट मे रीजनरेटीव एम्पलीफायर के लिए हाई अकुरेसी (0.1%) चार्जिंग पावर सप्लाई डिज़ाइन और विकसित की गई है।
2-बीम हाई शक्ति लेसर पावर सप्लाई के विनिर्देश:
| क्रम संख्या
| पैरामीटर
| मान
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| 1.
| इनपुट
| 400 V, 3-phase, 50Hz
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| 2.
| चार्ज वोल्टेज (अधिकतम)
| 5kV
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| 3.
| कुल स्थापित क्षमता
| 1.5MJ
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| 4.
| प्रति फ़्लैश पीक निर्वहन वर्तमान
| 6kA
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| 5.
| चार्जिंग समय (अधिकतम)
| 40s
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| 6.
| नाड़ी अवधि
| 500us
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| 7.
| प्रति फ़्लैश पीक पावर
| 2.5kJ at 500us
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| 8.
| पुनरावृत्ति दर
| एक ही बार में
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| 9.
| शीतलन तंत्र
| वातानुकूलित
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| 10.
| ऑपरेशन मोड
| एकध्रुवीय / द्विध्रुवी
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फेराडे आएसोलटोर पावर सप्लाइ की स्पेसिफिकेशन्स:
| क्रम संख्या
| पैरामीटर
| मान
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| 1.
| चार्ज वोल्टेज (अधिकतम)
| 5kV
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| 2.
| स्थापित क्षमता
| 16kJ
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| 3.
| पल्स चौड़ाई
| 3ms
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| 4.
| कुंडल अधिष्ठापन
| 2.5mH
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| 5.
| चोटी चुंबकीय क्षेत्र
| 1.5T
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2. हाई वोल्टेज और हाई स्पीड ट्रिगर सर्किट
High Voltage & High Speed Trigger Circuits
हाई पावर और हाई ऊर्जा लेसर, उनके सबसिस्टम, लेसर प्लाज्मा इंटरैक्शन एक्स्पेरिमेंट्ल सेट अप को और इलेक्ट्रो-ऑप्टिकल डिवाइस को हाई वोल्टेज और फास्ट राईस टाईम ट्रिगर सिगन्ल की आवश्यकता होती है। डीविजन को ट्रिगर स्विच जो कि इग्निट्रॉन, थायरट्रॉन, अवलान्च ट्रांजिस्टर और SCR जैसे स्विच पर बेस्ड होती है, के विकास में विशेषज्ञता है।
3. Nd: ग्लास डीस्क लेसर अप्लिफायर के लिये 150 kJ सिंगल शॉट पल्स पावर सप्लाई
पल्स पावर सप्लाई मे मल्टिपल 10 kV रेटिग के केपेसिटर बेंक होते है जो 400mm आर्क लेंथ के ज़ेनोन फ्लेश लेम्प को ड्राईव करने के लिये 150kJ इलेट्रिक्ल एंर्जी को हाई पावर पल्स मोड मै स्टोर करता है Nd: ग्लास डीस्क बेस्ड सोलिड स्टेट लेसर अप्लिफायर मे फ्लेश लेम्प पम्प सोर्स का काम करता है फ्लेश लेम्प की ईफ्फिशीअंसी तथा लाईफ बढाने के लिये प्रीआयोनाईजेशन स्किम का उपयोग किया गया है इसमे कम एंर्जी की प्री पल्स मेंन पल्स के पहले दि जाती है प्री पल्स, मैंन पल्स की 5 से 10% होती है तथा उनके बिच मैं 200 μs to 300 μs डिले होता है केपेसिटर बेंक को चार्ज करने के लिए रेसोनेंट कन्वर्टर बेस्ड 10 kV की कॉन्स्टेंट करन्ट सोर्स बानाया गया है सटोर एंर्जी को डिस्चार्ज करने के लिए, फ्लेश लेम्प ट्रिगर सर्किट बेस्ड सिरीज ट्रिगरीग सर्किट मेथड तथा इगनिट्रान स्विच का उपयोग किया जाता है |
4. स्माल साईज क्रिपटान लेम्प के लिए सिमर मोड पल्स पावर सप्लाई:
स्माल साईज क्रिपटान लेम्प का उपयोग अधिकतर हाई पावर लेसर चेन मे Nd:YLF या Nd: YAG बेस्ड लेसर ऑसिलेटर के पम्प सोर्स के रुप मैं किया जाता हे सिमर मोड पल्स पावर सप्लाई को अधिकतम 100mm आर्क लेंथ के क्रिपटान लेम्प (अधिकतम 2 सिरीज मे) को ≤ 10 Hz पल्स रेपिटीशन रेट पर ड्राईव करने के लिए डेवलप किया गया है बेहतर पल्स स्टेबिलीटी तथा बेहतर फ्लेश लेम्प के लिए सिमर मोड स्किम का उपयोग किया जाता है जिसमे फ्लेश लेम्प को HV dc पावर सप्लाई द्वारा निरन्तर क्रियांवित पल्स के बिच मे 100 mA dc करन्ट फ्लो करवा कर कन्डक्टिग स्टेट मे रखा जाता है फ्लेश लेम्प अधिकतम 240J/ पल्स ऐंर्जी तथा 2 kV केपेसिटर बेंक वोल्टेज पर ऑपरेट किया जाता है |
5. कॉपर वपौर लेसर की पावर सप्लाइ :
a) कॉपर वेपर लेसर डेवलोपमेंट तथा उसके प्रकार :
कॉपर वेपर लेसर इलेक्ट्रॉनिक्स प्रयोगशाला कॉपर लेसर सीस्ट्म के डिजाइन, विकास और मेंन्टेनेंस पर काम करती है। कॉपर वेपर लेसर, कॉपर ब्रोमाइड लेसर और कॉपर हाईब्रिड लेसर जो 4W से 100W/unit तक की औसत पावर प्रोडुस करती है विकसित की गई हैं ये लेसर 5 से 20 kHz की रेपिटिशन रेट् पर ओपरेट होती है जिसकी पल्स विट्थ (FWHM) 40ns है। इन लेसर की वैवलेंथ 510 nm(हरा) और 578nm (पीला) है। इन लेज़रों का उपयोग विभिन्न एप्लिकेशन में किया जाता है जैसे फाइबर ब्रैग ग्रेटिंग (FBG), पम्पिंग डाई लेसर ,स्पेक्ट्रोस्कोपी, मिक्रोमशीनिग,आदि |
एलिमेंटल कॉपर वेपर लेज़रों को 6 kHz रिपिटिशन रेट पर ओपरेट किया जाता है जिसकी ईफिसिअसी आम तौर पर लगभग 1% होती है जबकि कॉपर ब्रोमाइड और कॉपर हयब्रिड (HyBrID) लेज़र कि ईफिसिअसी 2% तक होती है वही ये 18 kHz रिपिटिशन रेट पर ओपरेट होती है लेसर सिस्टम के डेवल्प्मेंट के लिए हाई वैक्यूम, हाई टेम्परेचर, थर्मल इन्सुलेशन, हाई वोल्टेज, प्रिसाईज गैस फ्लो, प्रिसाईज इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण और इंस्ट्रूमेंटेशन और ईएमसी / ईएमआई के क्षेत्र के मलटी डीसेप्लेनरी एक्स्परटाईज की जरुरत होती है |
1. Elemental Copper Vapour Laser (40 W) 2. Copper Bromide Laser (40 W) 3. Copper HyBrID Laser (100 W)
b) कॉपर वेपर लेसर के लिए पल्स पावर सप्लाई का डेवलोपमेंट
सीवीएल की कंवेंशनल पावर सप्लाई हाइड्रोजन थायरेट्रोन पर आधारित है जो एक हाई वोल्टेज, हाई पावर, हाई रेपिटिशन रेट स्विच है। पावर सप्लाई टीम ने इंसुलेटेड गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर (IGBT) और मैग्नेटिक पल्स कम्प्रेसर (MPC) पर आधारित सिस्टम भी विकसित किया है। पावर सप्लाई युनिट कॉपर वेपर लेसर के लिए डिज़ाइन और विकसित की जाती हैं और जिसकी अवरेज आउट पुट रेंज 2kW से 10kW तक होती है।
कुछ कॉपर वेपर लेसर पावर सप्लाई मैं विभिन्न पेरामीट्र्स को कन्ट्रोल करने के लिए अड्वांस माइक्रोकंट्रोलर युनिट का उप्योग किया गया है को शामिल करती हैं। सोलिड् स्टेट पल्स पावर सप्लाई को रिलायेबल और युसर फ्रेंड्ली पीएलसी आधारित कंट्रोल युनिट से अप्ग्रेड किया है सॉलिड-स्टेट पल्स पावर सप्लाई को मास्टर-ऑसिलेटर पावर एम्पलीफायर (MOPA) कॉन्फ़िगरेशन मे ओपरेट करने के लिये सिंक्रोनाइज़ेशन भी किया जाता है। प्रयोगशाला में विकसित कुछ इकाइयाँ / कार्ड हैं
- टीमर कंट्रोल यूनिट|
- गैस और वैक्यूम कंट्रोल यूनिट।
- प्रेशर और तापमान कंट्रोलकार्ड।
- डुयल IGBT ड्राइवर कार्ड 1200V, 400V डिवाइस के लिए।
- प्रीसाईस पल्स जनरटर यूनिट, 0 से 255ns की रेंज तथा 1ns रेसोलुशन|
- लेसर और डीसी पावर सप्लाई को कंट्रोल और नियंत्रण के लिए प्रोग्रामेबल लॉजिक यूनिट।
40W कॉपर वेपर लेसर के लिए IGBT बेस्ड सोलिड् स्टेट पल्स पावर सप्लाई के स्पेसिफीकेशन :
- ईन पुट: Three phase, 415 VAC mains, 50 Hz
- आउट पुट वोल्टेज: 25 kV
- पीक करन्ट: 900 A
- पल्स रेपिटिशन रेट: 6.5 kHz
- राईस टाईम: 80 ns
- एवरेज पावर: 5 kW
- पल्स जनरेट्रर टोपोलोजि: IGBT based capacitor to capacitor charge transfer circuit with MPC
- Cabinet size: 19” / 36U rack, 800mm depth
- Cooling: Water cooled
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c) कॉपर वेपर लेसर एप्लिकेशन (माईक्रोमशीनिग):
कॉपर वेपर लेसर का उपयोग हाई एंड माईक्रोमशीनिग मै किया जाता है एक एमप्लिफायर और एक ओस्सीलेटर बेस्ड माईक्रोमशीनिग सेट अप बनाया गया है वर्क पीस का मोवमेंट X-Y अक्सिस मैं PC द्वारा 10um की अक्कुरेसी और रीपीटीबिलिटी के साथ किया जाता है मेक्सिम्म लिमिट X-Y अक्सिस की 420um है पावर रीकवर्मेंट के आधार पर बीम कवालिटि, आउट्पुट पावर, मशीन स्पीड,फोकल लेंथ मॉडीफाई कि जाती है तथा मटेरियल प्रोसेस किया जाता है मशीन प्रोसेसिंग जैसे कटींग, ड्रीलिंग,ग्रुविंग, डीफर्न्ट मटेरियल (Al, SS, Cu) पर तथा डीफर्न्ट थीक्नेस् पर किया जाता है
CVL माईक्रोमशीनिग रीस्लट
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