Σχεδιασμός και κατασκευή κυκλώματος παραγωγής παλμών υψηλής ενέργειας και μικρής χρονικής διάρκειας

Τσιούστας, Χαράλαμπος; Tsioustas, Charalampos

dc.contributor.author	Τσιούστας, Χαράλαμπος	el
dc.contributor.author	Tsioustas, Charalampos	en
dc.date.accessioned	2018-04-23T11:09:47Z
dc.date.available	2018-04-23T11:09:47Z
dc.date.issued	2018-04-23
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46882
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.15414
dc.rights	Default License
dc.subject	Κύκλωμα οδήγησης παλμικού Laser	el
dc.subject	Τροφοδοτικό παλμού υψηλής έντασης	el
dc.subject	Τροφοδοτικό παλμού πολύ μικρής χρονικής διάρκειας	el
dc.subject	Σχεδιασμός και κατασκευή κυκλώματος	el
dc.subject	Laser pulse drive circuit	en
dc.subject	High intensity pulse power supply	en
dc.subject	Nanosecond παλμοί ρεύματος	el
dc.subject	Very short duration pulse power supply	en
dc.subject	Circuit design and manifacture	en
dc.subject	Nanosecond current pulses	en
dc.title	Σχεδιασμός και κατασκευή κυκλώματος παραγωγής παλμών υψηλής ενέργειας και μικρής χρονικής διάρκειας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Σχεδιασμός και κατασκευή κυκλωμάτων	el
heal.classification	Κύκλωμα οδήγησης παλμικού LASER	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/7eace3b8cd475aac877efd165489f3b0d0b062bb
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2018-03-05
heal.abstract	Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι ο σχεδιασμός και η κατασκευή κυκλώματος παλμών υψηλής έντασης και μικρής χρονικής διάρκειας, για την τροφοδοσία ενός διοδικού Laser, με στόχο τη δημιουργία nanosecond φωτεινών παλμών υψηλής έντασης. Οι φωτεινοί αυτοί παλμοί είναι αναγκαίοι στην Βιοϊατρική και μπορούν να συμβάλλουν στην κατασκευή συστημάτων, για την ανίχνευση ή και για την καταστροφή καρκινικών κυττάρων (Φωτοδυναμική θεραπεία - PDT). Η παρούσα εργασία εστιάζει στο ηλεκτρονικό κύκλωμα οδήγησης ενός διοδικού Laser. Ο απαιτούμενος φωτεινός παλμός υψηλής έντασης, χρειάζεται να είναι της τάξης των nanosecond. Aυτό από την πλευρά της Ηλεκτρονικής δημιουργεί απαιτήσεις παλμών ρεύματος της τάξης των 10 Ampere. Αναφέρουμε ότι ο λόγος που θέλουμε ισχυρό παλμό, είναι για να μπορέσουν τα φωτόνια να φτάσουν σε όσο το δυνατόν μεγαλύτερο βάθος, τα οποία θα είναι δυνατόν να προκαλέσουν φωτοδυναμική θεραπεία. Θέλουμε παλμό μικρής χρονικής διάρκειας έτσι ώστε η συνολική απορροφηθείσα ενέργεια να είναι πολύ μικρή, ώστε να μην αλλοιωθεί ο βιολογικός ιστός. Η δημιουργία ενός παλμού αυτής της τάξης των ρευμάτων και των χρόνων, παρουσιάζει πολλά κατασκευαστικά προβλήματα. Στην παρούσα εργασία χρησιμοποιούνται ηλεκτρονικά στοιχεία εμπορίου για να μπορεί να κατασκευαστεί το κύκλωμα και αυτό μας περιορίζει τις ευελιξίες σχεδιασμού. Το βασικό κύκλωμα οδήγησης αποτελείται από τα εξής στάδια: το προενισχυτικό στάδιο, τον ενισχυτή ρεύματος και το τελικό στάδιο οδήγησης Laser. Το προενισχυτικό στάδιο συνδέει έναν Driver τύπου LVPECL, ο οποίος δημιουργεί τον παλμό με τον ενισχυτή ρεύματος. Ο ενισχυτής ρεύματος δημιουργείται με power mosfet transistor και δημιουργεί έναν ικανοποιητικό παλμό για την οδήγηση του τελικού σταδίου. Το τελικό στάδιο λειτουργεί με πολλαπλά παράλληλα συνδεόμενα power mosfet τα οποία συμπεριφέρονται ως διακόπτες για την οδήγηση του Laser. Παράλληλα με τα παραπάνω τμήματα υπάρχει έλεγχος της θερμοκρασίας των ηλεκτρονικών στοιχείων λόγω των υψηλών ρευμάτων. Το τελικό αποτέλεσμα του σχεδιασμού είναι η δημιουργία παλμών 1.8 – 40 nanosecond με ρεύματα της τάξης από 1 – 17 Αmpere. Στα πρώτα κεφάλαια περιγράφονται τα φυσικά φαινόμενα της επίδρασης του φωτός με την ύλη, την χρήση τους στην Βιοϊατρική τεχνολογία και στην λειτουργία των Laser. Τα φαινόμενα αυτά αναλύονται για να αναδειχθεί η χρησιμότητα της δημιουργίας του ηλεκτρονικού συστήματος. Στα επόμενα αναφερόμαστε στο ηλεκτρονικό κύκλωμα, την ανάλυση και τον σχεδιασμό του.	el
heal.abstract	The purpose of this diploma thesis is to design and manufacture a circuit with high-intensity and short-time pulses, for the supply of a diode Laser, for the purpose of generating nanoseconds luminous pulses of high intensity. These luminous pulses are necessary in Biomedicine and may contribute to the construction of systems, for the detection and / or destruction of cancer cells (PDT). This paper focuses on the electronics circuitry for the drive of a laser diode. The required light pulse of high intensity, needs to be of the order of nanoseconds. This from the point of view of electronics generates the requirements for current pulses of 10 Ampere. We mention that the reason we want a powerfull pulse, is to allow the photons to reach as much depth as possible, which can cause photodynamic therapy. We want a short duration pulse so that the total absorbed energy is too small, so that the biological tissue does not deteriorate. The creation of a pulse of this class of currents and times, presents many structural problems. In the present work electronic commerce elements are used to make the circuitry and this limits our design flexibility. The basic driving circuit consists of the following stages: the preamplifier stage, the current amplifier and the final laser driving stage. The preamplifier stage connects a LVPECL Driver, which generates the pulse with the current amplifier. The current amplifier is generated by power mosfet transistor and generates a satisfactory pulse to drive the final stage. The final stage works with multiple parallel power mosfet transistor that act as switches for driving the Laser. Along with the above parts there is a control of the temperature of the electronic components due to the high currents. The final result of the design is the generation of pulses of 1.8 - 40 nanoseconds with currents ranging from 1 - 17 Ampere. The first chapters describe the physical phenomena of the effect of light on matter, its use in Biomedical Technology and the operation of Laser. These phenomena are analyzed to show the usefulness of creating the electronic system. In the next we refer to the electronic circuit, its analysis and its design	en
heal.advisorName	Πολιτόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Πολιτόπουλος, Κωνσταντίνος	el
heal.committeeMemberName	Ματσόπουλος, Γιώργος	el
heal.committeeMemberName	Καμπουράκης, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Ηλεκτρομαγνητικών Εφαρμογών Ηλεκτροοπτικής και Ηλεκτρονικών Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	71 σ.
heal.fullTextAvailability	true