CN101593928B - 一种控制激光发射的设备和方法 - Google Patents

Abstract

一种激光发射设备，包括：激光器，分别与所述电源和所述光路相连接，用于输出电源认证码到电源，根据所述电源控制激光输出到光路；电源，用于接收所述激光器的电源认证码，对所述激光器进行认证，控制输出到激光器的电流，以使所述激光器可以发送激光；光路用于在所述设备中进行激光传输；激光器识别认证单元，用于接收来自所述光路的激光对应的认证码，确定所述认证码与所述激光器识别认证单元匹配，调节所述电源输出到激光器的电流。保证激光器只有放置在具有与其匹配的设备中才可能实现高功率输出，防止高功率输出的激光随意向开放空间发射。

Description

一种控制激光发射的设备和方法

技术领域

本发明涉及激光器技术领域，更具体地，本发明涉及一种具有安全识别的控制激光发射的设备和方法。

背景技术

激光器的安全使用一直是人们关心的问题，为了防止激光对人体造成伤害，实验室中经常使用激光防护装置，例如防护眼镜等。但是防止有人故意利用激光器致人伤害的问题一直难以解决，尤其是如果这样的激光器本身体积小而且输出功率高，则更容易被持有并致人伤残，问题就显得更加严重。例如，诸如激光显示设备、激光扫描装置的激光发射设备中的高功率小体积的半导体激光器，任何人都可以正当地购买这些激光发射系统，并把其中的半导体激光器单独取出，由于半导体激光器容易携带，而且只需将半导体激光器连接有能够输出高电流的任何一个电源，就能够控制半导体激光器输出高功率激光，从而给人们的安全带来威胁。

发明内容

为克服现有激光发射设备不能安全控制激光器发射的缺陷，本发明提出一种控制激光发射的设备和方法。

根据本发明的一个方面，提出了一种控制激光发射的设备，包括：

激光器，电源和光路；

其中，所述激光器分别与所述电源和所述光路相连接，用于输出认证信息，并且根据所述电源的确认控制输出激光到光路；其中，所述输出到电源的认证信息可以是电源认证码。

所述电源，用于接收所述激光器的认证信息，根据对所述激光器的确认，控制输出到激光器的电流；

所述光路用于在所述设备中进行激光传输。

所述激光器包括：激光输出单元和加密电路，所述激光输出单元用于产生并输出激光，所述加密电路用于控制激光输出单元的输出，所述加密电路内设置有发送给所述电源、与所述激光器对应的唯一的认证信息。

所述电源包括：供电单元和电源管理单元，所述电源管理单元接收来自激光器的认证信息，确定所述激光器与所述电源是否匹配，如果匹配，则所述激光器与所述电源之间的认证成功，所述电源管理单元控制所述供电单元发送到激光器的电流，仅足够使所述激光器以较小功率输出，或者足够使所述激光器以高功率输出。

通过上面的技术方案可以实现激光器与电源之间的认证，从而使激光器在较小功率激光输出。

另外，所述激光器，还发送具有认证信息的激光到光路；所述一种控制激光发射的设备还包括激光应用部件，和所述光路相连接，所述激光应用部件包括激光器识别认证单元，所述激光器识别认证单元用于接收来自所述光路的激光，根据所述激光中的认证信息确定所述激光器是否与所述激光应用部件匹配，如果匹配，则所述激光器与所述激光应用部件之间的认证成功，并且所述电源调节输出到激光器的电流。

其中，所述激光器包括：激光输出单元和加密电路，所述激光输出单元用于产生并输出激光，所述加密电路用于控制激光输出单元的输出，所述加密电路内设置有发送给所述电源、与所述激光器对应的唯一的认证信息，所述加密电路内设置有发送给激光器识别认证单元、与所述激光器对应的唯一的认证信息。

其中，所述电源包括：供电单元和电源管理单元，所述电源管理单元接收来自激光器的认证信息，确定所述激光器与所述电源是否匹配，如果匹配，则所述激光器与所述电源之间的认证成功，所述电源管理单元控制所述供电单元发送到激光器的电流，仅足够使所述激光器以较小功率输出；所述电源管理单元还接收来自激光器识别认证单元的、激光应用部件与激光器认证成功的信号，控制所述供电单元发送到激光器的电流，使所述激光器以高功率输出。其中，激光应用部件是光机或者是激光扫描装置。

其中，所述激光器识别认证单元包括：认证单元和光电识别单元，所述光电识别单元对通过所述光路入射进入的激光进行识别，获取所述激光中与激光应用部件对应的认证信息；所述认证单元判断所述激光器是否与所述激光应用部件匹配，如果匹配，发送认证成功的消息到电源。

其中，所述激光中具有的认证信息是应用认证码。

这样就可以完成激光器与激光应用部件之间的认证。

根据本发明的另一方面，提出了一种控制激光发射的方法，包括：

步骤10)、激光器输出认证信息到电源；

步骤20)、所述电源接收所述激光器的认证信息，对所述激光器进行认证，确认所述电源与所述激光器是否匹配，如果匹配，则所述电源与所述激光器之间的认证成功，并且所述电源调节输出到激光器的电流，如果不匹配，则停止执行后续步骤；

步骤30)、根据所述电源输出到激光器的电流，所述激光器发射激光到光路中。

其中，所述方法还包括：

步骤40)、接收来自所述光路的激光，确定所述激光中包含的认证信息是否与激光应用部件匹配，如果匹配，则所述激光器与所述激光应用部件之间的认证成功，并且所述电源调节输出到激光器的电流，如果不匹配，则停止执行后续步骤，维持电源输出到激光器的电流。

其中，步骤20)还包括：所述输出到激光器的电流仅足够使所述激光器以较小功率输出。

通过应用本发明，可以取得如下技术效果：

1、通过首先对激光器与电源之间进行认证，保证了只有与激光器匹配的电源才能够为激光器提供输出电流，避免随意将其他电源对激光器提供高电流输入；

2、进一步对激光器与整个设备(例如激光显示系统和激光加工系统)之间进行认证，保证激光器只有放置在具有与其匹配的设备中才可能实现高功率输出，防止高功率输出的激光随意向开放空间发射；并且如果有人将激光器和电源一并取出用来伤害他人，由于激光器与整个设备之间不能够实现成功认证，因此也无法达到激光器高功率输出的目的。

附图说明

图1是具有安全识别的激光显示设备的实施例的结构示意图；

图2是具有安全识别的激光显示设备的实施例的工作流程图；

图3是具有安全识别的激光扫描设备的实施例的结构示意图；

图4是具有安全识别的激光扫描设备的实施例的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种控制激光发射的设备和方法进行详细描述。

现有的激光设备包括激光二极管(LD)、电源、光路和激光应用部件。在不同的具体激光应用中，激光应用部件表现为不同形式，例如，在激光显示设备中，激光应用部件为光机；而在激光扫描设备中，激光应用部件为激光扫描装置。

实施例1

图1是根据本发明的带有安全识别的激光设备的一个实施例。本实施例中，激光设备为激光显示设备，所用激光器为激光二极管(LD)，设置在激光显示设备中。激光显示设备包括：激光二极管(LD)1、电源2、光路3和光机4。

其中，激光二极管(LD)1包括激光输出单元11和加密电路12，激光输出单元11用于产生并输出激光，加密电路12用于控制激光输出单元11的输出，加密电路12内设置有与该激光二极管(LD)1对应的唯一的电源认证码和唯一的光机认证码，加密电路12设置有供电接口和加密数据接口(图中未示)，供电接口用于从电源获取供电，加密数据接口用于与电源交互加密的电源认证码数据。

电源2包括供电单元21和电源管理单元22，供电单元21首先能够为激光二极管(LD)1提供基本供电，使激光二极管(LD)1能够向电源2发送电源认证码信号，电源管理单元22用来接收来自激光二极管(LD)1的加密电路12的电源认证码信号，接收来自光机4的、光机4与激光二极管(LD)1认证成功的信号，控制供电单元21发送到激光二极管(LD)1的电流，从而可以控制激光二极管(LD)1的输出功率。

光路3用于激光显示设备中进行激光传输。

光机4包括激光器识别认证单元，用于接收来自光路的激光，对其识别认证，具体的说，激光器识别认证单元包括光机认证单元41和光电识别单元42，光机4的光电识别单元42对通过光路3入射到光机4的激光进行识别，并识别出与该激光对应的应用认证信息，本实施例中为光机认证码；光机认证单元41接收该光机认证码，并判断光机认证码是否和光机4匹配，如果匹配，发送成功认证的消息到电源管理单元22。电源2通过电源管理单元22接收该认证结果并根据该认证结果控制激光器输出光功率的变化，进而控制激光器发送到光机的激光。光机4还包括激光显示系统需要的其他部件，例如光学引擎等。

图2示出具有安全识别的激光显示设备的实施例的工作流程图。如图2所示：

步骤S201：LD 1在电源2的基本供电前提下(此时LD 1无法输出激光)，借助加密电路12向电源2的电源管理单元22发送一个电源认证码，该电源认证码由加密电路12预先设定，并且每个LD 1拥有唯一的电源认证码；其中基本供电可以由相连接的任一电源完成，在基本供电时，LD 1的输入电流不足以发射激光；

步骤S202：电源2的电源管理单元22判断LD 1发来的电源认证码是否与电源2匹配，如果匹配，则电源2与LD 1之间的认证成功，并进行以下步骤，否则停止执行后续步骤；

步骤S203：电源2与LD1之间的认证成功后，电源2的电源管理单元22控制供电单元21向LD 1输出小电流；

步骤S204：LD 1在步骤S203输出的小电流的驱动下，以小功率激光输出，例如以小于等于0.1mW的功率输出；

步骤S205：在LD 1以小功率激光输出的同时，LD 1在加密电路12的控制下根据光机认证码输出激光脉冲序列，激光脉冲序列中包括对应的光机认证码；激光脉冲序列通过光路3入射到光机4中，该光机认证码由加密电路12设定，并且任何两个LD拥有的光机认证码都不同；

步骤S206：光机4借助光电识别单元42对入射到光机的激光脉冲序列进行识别，识别出与该激光脉冲序列对应的光机认证码，然后光机4的光机认证单元41接收该光机认证码，并判断该光机认证码是否与光机4匹配，如果匹配，则LD 1与光机4之间的认证成功，并进行以下步骤，如果不匹配，则停止执行后续步骤；

步骤S207：当步骤S206中的LD 1与光机4之间的认证成功之后，光机4向电源2的电源管理单元22发送一个控制信号，使得电源管理单元22控制供电单元21增大向LD 1输出的电流，使得LD 1的驱动电流达到预定的高电流值；

步骤S208：电源2的电源管理单元22控制供电单元21增大向LD 1输出的电流；

步骤S209：LD 1在电源2的供电单元21输出的高电流驱动下，以预定的高功率输出。

本实施例中，首先进行LD与电源之间的认证，该认证过程保证只有与LD匹配的电源才能够向LD输出驱动电流并进行后序的其他认证过程；然后进行LD与光机之间的认证，只有该认证成功，才能够使电源向LD输出高电流，使LD工作在高输出功率状态下，这样就保证了只有LD置于具有与其匹配的光机的整个激光显示设备当中，才可能输出高功率，因为整个设备往往形成一个封闭环境，例如激光显示设备的内部，所以LD的高功率输出激光或者LD泵浦的全固态激光器的高功率输出激光不会随意致人伤害，并且如果有人将LD及本实施例中的电源从具有与其匹配的光机的整个激光显示系统中取出，LD就无法实现与光机的成功认证，从而LD无法达到高功率输出，只能以小功率激光输出，进一步减小了利用高功率LD恶意伤害他人的可能性。但是，本实施例中，也可以不采用光机中的认证，仅仅使用LD与电源之间的认证，当LD与电源之间的认证满足时，就开始发射高功率激光。

实施例2

图3是根据本发明的带有安全识别的激光设备的另一个实施例的结构示意图。其中，在本实施例中，激光设备为激光加工设备，所用激光器为激光二极管(LD)，设置在激光加工设备中。激光加工设备包括：激光二极管(LD)1、电源2、光路3和激光扫描装置5。其中激光二极管1中包括产生激光并输出激光的激光输出单元11以及控制激光输出单元11的加密电路12，加密电路12内设置有与该激光二极管1对应的唯一的电源认证码和唯一的激光扫描装置认证码，加密电路12设置有供电接口和加密数据接口(图中未示)。

电源2包括供电单元21和电源管理单元22，供电单元21能够为激光二极管(LD)1提供基本供电，使激光二极管(LD)1能够向电源2发送电源认证码信号，电源管理单元22用来接收来自激光二极管(LD)1的加密电路12的电源认证码信号，接收来自激光扫描装置5的、激光扫描装置5与激光二极管(LD)1认证成功的信号，并控制供电单元21发送到激光二极管1的电流，从而控制激光二极管1的输出功率。

光路3用于激光加工设备中进行激光传输。

激光扫描装置5包括激光器识别认证单元，用于接收来自光路的激光，对其识别认证，电源2接收该认证结果并根据该认证结果控制激光器的输出光功率的变化，进而控制激光器发送到激光扫描装置5的其它部件的激光，激光器识别认证单元包括激光扫描装置认证单元51和光电识别单元52，激光扫描装置5还包括激光加工设备需要的其他部件，例如扫描透镜等。激光扫描装置5的光电识别单元52对通过光路3入射到激光扫描装置5的激光进行识别，并识别出与该激光对应的应用认证信息，本实施例中为激光扫描装置认证码；激光扫描装置认证单元51接收该激光扫描装置认证码，并判断激光扫描装置认证码是否和激光扫描装置5匹配，如果匹配，发送成功认证的消息到电源管理单元22。

如图4所示，本实施例的带有安全识别的激光加工设备的工作过程：

步骤S401：LD 1在电源2的基本供电前提下(此时LD 1无法输出激光)，借助加密电路12向电源2的电源管理单元22发送一个电源认证码，该电源认证码由加密电路12设定，并且每个LD 1拥有唯一的电源认证码；

步骤S402：电源2的电源管理单元22判断LD 1发来的电源认证码是否与该电源2匹配，如果匹配，则电源2与LD 1之间的认证成功，并执行一下步骤，否则停止执行后续步骤；

步骤S403：电源2与LD 1之间的认证成功以后，电源2的电源管理单元22控制供电单元21向LD 1输出小功率电流；

步骤S404：LD 1在步骤S403中输出的小电流的驱动下，以小功率激光输出，例如以小于等于0.1mW的功率输出；

步骤S405：在LD 1以小功率激光输出的同时，LD 1在加密电路12的控制下根据激光扫描装置认证码输出激光脉冲序列，激光脉冲序列通过光路3入射到激光扫描装置5中，该激光扫描装置认证码由加密电路12设定，并且任何两个LD拥有的激光扫描装置认证码都不同；

步骤S406：激光扫描装置5借助光电识别单元52对入射到激光扫描装置的激光脉冲序列进行识别，并识别出与该激光脉冲序列对应的激光扫描装置认证码，然后激光扫描装置5的激光扫描装置认证单元51接收该激光扫描装置认证码，并判断该激光扫描装置认证码是否与本激光扫描装置5相匹配，如果匹配，则LD 1与激光扫描装置5之间的认证成功，并执行以下步骤，如果不匹配，则停止执行后续步骤；

步骤S407：当步骤S406中的LD 1与激光扫描装置5之间的认证成功之后，激光扫描装置5向电源2的电源管理单元22发送一个控制信号，使得电源管理单元22控制供电单元21增大向LD 1输出的电流，使得LD 1的驱动电流达到预定的高电流值；

步骤S408：电源2的电源管理单元22控制供电单元21增大向LD 1输出的电流；

步骤S409：LD 1在电源的供电单元输出的高电流驱动下，以预定的高功率输出激光。

本领域技术人员应该能够理解，虽然本发明实施例中的激光器为激光二极管(LD)，但是本发明的激光器还可以是其他不同功率的激光器。同时输出到电源的认证信息和应用认证信息可以是认证码或者其它形式的认证数据，也可以是具有一定标准的硬件匹配识别认证或者其它变形。

最后应说明的是，以上实施例仅用以描述本发明的技术方案而不是对本技术方法进行限制，本发明在应用上可以延伸为其他的修改、变化、应用和实施例，并且因此认为所有这样的修改、变化、应用、实施例都在本发明的精神和教导范围内。

Claims (7)

1.一种控制激光发射的设备，包括：

激光器，电源、光路和激光应用部件；

其中，所述激光器分别与所述电源和所述光路相连接，用于输出认证信息，并且根据所述电源的确认控制输出激光到光路；

所述电源，用于接收所述激光器的认证信息，根据对所述激光器的确认，控制输出到激光器的电流；

所述光路用于在所述设备中进行激光传输；

所述电源包括供电单元和电源管理单元，所述电源管理单元接收来自激光器的认证信息，确定所述激光器与所述电源是否匹配，如果匹配，则所述激光器和所述电源之间的认证成功，所述电源管理单元控制所述供电单元发送到激光器的电流，仅足够使所述激光器以较小功率输出，所述激光器发送具有认证信息的激光到所述光路，所述激光应用部件和所述光路相连接，包括激光器识别认证单元，所述激光器识别认证单元用于接收来自所述光路的激光，根据所述激光中的认证信息确定所述激光器是否与所述激光应用部件匹配，如果匹配，则所述激光器与所述激光应用部件之间的认证成功，并且所述电源管理单元接收来自激光器识别认证单元的、激光应用部件与激光器认证成功的信号，控制所述供电单元发送到激光器的电流，使所述激光器以高功率输出；

其中，所述激光器包括：激光输出单元和加密电路，所述激光输出单元用于产生并输出激光，所述加密电路用于控制激光输出单元的输出，所述加密电路内设置有发送给所述电源、与所述激光器对应的唯一的认证信息，所述加密电路内设置有发送给激光器识别认证单元、与所述激光器对应的唯一的认证信息。

2.根据权利要求1所述的控制激光发射的设备，其中，激光应用部件是光机。

3.根据权利要求1所述的控制激光发射的设备，其中，激光应用部件是激光扫描装置。

4.根据权利要求1所述的控制激光发射的设备，其中，所述激光器识别认证单元包括：

认证单元和光电识别单元，所述光电识别单元对通过所述光路入射进入的激光进行识别，获取所述激光中与激光应用部件对应的认证信息；所述认证单元判断所述激光器是否与所述激光应用部件匹配，如果匹配，发送认证成功的消息到电源。

5.根据权利要求1所述的控制激光发射的设备，其中，所述电源用于接收所述激光器的电源认证码认证信息。

6.根据权利要求1所述的控制激光发射的设备，其中，所述激光中具有的认证信息是应用认证码。

7.一种控制激光发射的方法，包括：

步骤10)、激光器输出认证信息到电源；

步骤20)、电源包括供电单元和电源管理单元，所述电源管理单元接收来自激光器的认证信息，对所述激光器进行认证，确定所述激光器与所述电源是否匹配，如果匹配，则所述激光器所述电源之间的认证成功，所述电源管理单元控制所述供电单元发送到激光器的电流，仅足够使所述激光器以较小功率输出；如果不匹配，则停止执行后续步骤；

步骤30)、根据所述电源输出到激光器的电流，所述激光器发射激光到光路中；

步骤40)、接收来自所述光路的激光，确定所述激光中包含的认证信息是否与激光应用部件匹配，激光应用部件包括激光器识别认证单元，如果匹配，则所述激光器与所述激光应用部件之间的认证成功，并且所述电源管理单元接收来自激光器识别认证单元的、激光应用部件与激光器认证成功的信号，控制所述供电单元发送到激光器的电流，使所述激光器以高功率输出，如果不匹配，则停止执行后续步骤，维持电源输出到激光器的电流；

其中，所述激光器包括：激光输出单元和加密电路，所述激光输出单元用于产生并输出激光，所述加密电路用于控制激光输出单元的输出，所述加密电路内设置有发送给所述电源、与所述激光器对应的唯一的认证信息，所述加密电路内设置有发送给激光器识别认证单元、与所述激光器对应的唯一的认证信息。

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