CN102377101A - 具有多路输出波长的激光器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有多路输出波长的激光器。该激光器包括驱动模块、控制模块和激光源模块，该驱动模块包括一第一驱动电路，该第一驱动电路将外部电压转换为第一功率信号并提供给该激光源模块，该激光源模块包括多个用来输出不同波长光束的激光源组件，多个激光源组件的负极为并联连接并与第一驱动电路连接，正极都与该控制模块连接，该控制模块选择其中的一激光源组件的正极导通接入。本发明提高了激光器输出光束的效率以及输出光功率的稳定性，并且其应用范围较为广泛。
Description
技术领域
本发明涉及一种具有多路输出波长的激光器。
背景技术
激光器技术的不断发展，使得其被广泛的应用到各个领域。在目前的实际应用中，无论输出光功率的大小为多少，一种激光器一般只能输出某一特定波长的激光光束，另外由其驱动电路的驱动方式和原理决定(大都采用恒流不控温方式)其输出光功率及光波长的稳定性差，其应用范围受到很大的限制。而现有的可以输出多路波长的激光器，大都采用光束分束器的输出方式，但是这种输出方式传输损耗较大，使得激光器输出的光功率传输效率较低。
发明内容
为了解决现有技术激光器的输出光功率及光波长的稳定性差、输出光束的效率低以及应用范围较为有限的技术问题，本发明提供一种输出光功率及光波长稳定、输出光束效率高以及应用范围较为广泛的具有多路输出波长的激光器。
本发明提供一种具有多路输出波长的激光器，其包括驱动模块、控制模块和激光源模块，该驱动模块包括第一驱动电路，该第一驱动电路将外部电压转换为第一功率信号并提供给该激光源模块，该激光源模块包括多个用来输出不同波长光束的激光源组件，多个激光源组件的负极为并联连接并与第一驱动电路连接，正极通过该控制模块与电源模块连接，该控制模块选择控制其中的一激光源组件的正极导通接入电源模块。
所述的控制模块包括控制电路和选择电路，该控制电路与该选择电路连接，该选择电路与该激光源模块连接，该控制电路将外部输入的控制信息转换为控制信号并输出到该选择电路，控制该选择电路导通，使得该激光源模块中的一激光源组件导通接入。
所述的控制电路采用型号为8051F020的单片机。
所述的选择电路包括多个继电器，每一继电器与每一激光源组件的正极对应连接，每一继电器在该控制电路输出的控制信号的控制下开启或关闭。
所述的驱动模块包括第一驱动电路，该第一驱动电路包括第一运算放大器和第一场效应管，该第一运算放大器与该电源模块、该第一场效应管连接，该第一场效应管与该激光源模块的一端连接，并且电源模块通过控制模块与该激光源模块的另一端连接。
所述的激光器还包括通讯接口模块，其用来接收外部发送过来的控制信息同时回馈响应信息，并将控制信息提供给该控制模块。
所述的通讯接口模块包括光耦电路，其用来将该通讯接口模块与外部设备进行光电隔离。
所述的激光器还包括电源模块，其用来将外部输入电压信号转换为该激光器所需要的工作电压信号。
所述的电源模块包括降压电路和滤波电路，该降压电路将外部输入电压转换为工作电压信号并将其提供给该滤波电路，该滤波电路将工作电压信号滤波后输出到该驱动模块和该控制模块。
所述的电源模块包括升压电路和滤波电路，该升压电路将外部输入电压转换为工作电压信号并将其提供给该滤波电路，该滤波电路将工作电压信号滤波后输出到该驱动模块和该控制模块。
所述的激光器还包括控温模块，其用来检测及调节该激光源模块的工作环境温度。
所述的驱动模块还包括第二驱动电路，该第二驱动电路用来将工作电压信号转换为温度控制信号输出到该控温模块，并接收该控温模块输出的工作温度采样信号作为反馈。
所述的第二驱动电路包括第二运算放大器和第二场效应管，该第二运算放大器与该电源模块、该第二场效应管连接，该第二场效应管与该控温模块的一端连接，该电源模块通过控制模块与该控温模块的另一端连接。
所述的激光器还包括光纤输出模块，该光纤输出模块与该激光源模块对接连接，其对接端口具有通用光纤适配器。
相较于现有技术，本发明所述的具有多路输出波长的激光器的主要有益效果在于：
(1).所述的激光源模块在所述的控制模块及所述的驱动模块的作用下，稳定输出具有不同波长及光功率的激光光束，使得该激光器可以根据不同的需要应用于不同的领域，应用范围广泛。
(2).所述的激光器不需要光束分束器即可实现根据不同的需求输出具有不同波长及光功率的激光光束，并没有降低输出光束的光功率效率。
(3).所述的激光源模块与所述的光纤输出模块采用直接对接的连接方式，使得整套装置的波长输出容易传导，大大降低了光纤对接端面损伤的几率，提高了输出的激光光束的光功率效率。
(4).本发明所述的激光器驱动电路采用恒功驱动，同时具有温控装置，这两种方式的结合使用，不仅能够检测及调节所述的激光源模块工作环境的温度，使得其工作在恒温的环境中，也保证了该激光器输出的波长及光功率的稳定性。
附图说明
图1是本发明具有多路输出波长的激光器实施例1的方框示意图。
图2是本发明具有多路输出波长的激光器实施例1的驱动模块的第一驱动电路的方框示意图。
图3是本发明具有多路输出波长的激光器实施例1的驱动模块的第二驱动电路的方框示意图。
图4是本发明具有多路输出波长的激光器实施例1的控制模块的方框示意图。
具体实施方式
本发明涉及一种具有多路输出波长的激光器，其使用范围较为广泛。本发明所提出的具有多路输出波长的激光器的主要目的在于其系统结构，但是并不仅仅局限于以下实施例所述的系统结构，下面结合说明书附图做进一步的详细说明。
实施例1
如图1所示，本发明所述的具有多路输出波长的激光器，其包括电源模块、通讯接口模块、驱动模块、控制模块、激光源模块、控温模块和光纤输出模块。该通讯接口模块与该控制模块连接，该驱动模块和控制模块都与该电源模块、该激光源模块连接，该激光源模块与该光纤输出模块连接，该控温模块与该驱动模块连接。所述的控温模块用来检测及调节该激光源模块的工作环境温度，使得该激光源模块工作在恒温的环境中。所述的光纤输出模块与该激光源模块对接连接，其对接端口采用通用光纤适配器。
所述的电源模块用来将外部电源输入的电压信号转换为该激光器所需要的工作电压信号，其包括降压电路和滤波电路，该降压电路将外部输入电压转换为工作电压信号并将其提供给该滤波电路，该滤波电路将工作电压信号滤波后输出到该驱动模块和该控制模块。例如，外部电源输入12伏的供电电压，该降压电路将该供电电压转换为5伏的工作电压并输出到该滤波电路。所述的外部电源的输入电压可通过计算机内部电源提供或者车载电源提供，也可由锂电池等储能器件提供，便于做成手持设备。
所述的通讯接口模块用来接收外部发送过来的控制信息同时回馈响应信息，并将控制信息提供给该控制模块。该通讯接口模块包括光耦电路，其用来将该通讯接口模块与外部设备进行光电隔离。
如图2和图3所示，所述的驱动模块包括第一驱动电路和第二驱动电路。该第一驱动电路用来将工作电压信号转换为功率信号输出到该激光源模块，并接收该激光源模块输出光功率信号的采样信号作为反馈，以实现对该激光源模块的恒功驱动。该第一驱动电路包括第一运算放大器和第一场效应管，该第一运算放大器与该电源模块、该激光源模块及该第一场效应管连接，该第一场效应管与该激光源模块的一端连接，该电源模块通过该控制模块与该激光源模块的另一端连接。该第二驱动电路用来将工作电压信号转换为温度控制信号输出到该控温模块，并接收该控温模块输出的工作温度采样信号作为反馈。该第二驱动电路包括第二运算放大器和第二场效应管，该第二运算放大器与该电源模块、该控温模块及该第二场效应管连接，该第二场效应管与该控温模块的一端连接，该电源模块通过控制电路与该控温模块的另一端连接。
所述的激光源模块在所述的电源模块、驱动模块和控制模块的作用下，输出具有不同波长及光功率的激光光束。该激光源模块包括多个激光源组件，多个激光源组件的负极为并联连接并且与该驱动模块的第一驱动电路连接，多个激光源组件的正极都通过该控制模块与该电源模块连接。该激光源模块在该控制模块的控制下，选择其中的一激光源组件的正极与该电源模块连接，在该第一驱动电路的作用下输出具有特定波长及光功率的激光光束。
如图4所示，所述的控制模块用来选择控制该激光源模块中的一激光源组件与该驱动模块接入导通。该控制模块包括控制电路和选择电路。该控制电路与该通讯接口模块、该选择电路连接，该选择电路与该激光源模块连接。该控制电路将该通讯接口模块提供的控制信息转换为控制信号，并将该控制信号输出到该选择电路，控制该选择电路使得该激光源模块中的一激光源组件导通接入。该选择电路包括多个继电器，每一继电器与每一激光源组件的正极对应连接，每一继电器在该控制电路输出的控制信号的控制下开启或关闭。该控制电路可采用型号为8051F020的单片机。该选择电路中的继电器可采用型号为G3CN-DX02P的欧姆龙小型固态继电器。
本发明所述的具有多路输出波长的激光器的工作原理为：外部供电电源输入电压到该电源模块后，该电源模块将输入电压转换为工作电压并提供给该驱动模块和该控制模块，该激光器进入待机状态；当外部输入一使该激光器输出某一特定波长的控制信息到该通讯接口模块时，该通讯接口模块将该控制信息输出到该控制电路，该控制电路接收该控制信息并将其转换为控制信号输出到该选择电路，控制该选择电路中的一继电器导通，使得该激光源模块的一激光源组件导通接入，同时，该驱动模块的第一驱动电路和第二驱动电路将工作电压分别转换为功率信号和温度信号，并分别输出到该激光源模块和该控温模块，该控温模块检测该激光源模块的工作环境温度并进行调节，而输入到该激光源模块的功率信号即输入到导通的一激光源组件中，从而使得该激光源组件输出具有某一特定波长及特定光功率的激光光束。
实施例2
本发明所述的具有多路输出波长的激光器与实施例1的具有多路输出波长的激光器大致相同，其主要区别在于：该电源模块包括一升压电路，该升压电路用来将外部输入电压信号转换为该驱动模块和该控制模块需要的工作电压信号。
实施例3
本发明所述的具有多路输出波长的激光器与实施例1的具有多路输出波长的激光器大致相同，其主要区别在于：所述的激光源模块包括八个激光源组件，各激光源组件的输出波长及输出光功率分别为：405nm/50mW、532nm/100mW、635nm/500mW、690nm/900mW、785nm/1500mW、808nm/1500mW、830nm/1000mW和980nm/1500mW。
相较于现有技术，本发明的主要有益效果在于：
(1).所述的激光源模块在所述的控制模块及所述的驱动模块的作用下，稳定输出具有不同波长及光功率的激光光束，使得该激光器可以根据不同的需要应用于不同的领域，应用范围广泛。
(2).所述的激光器不需要光束分束器即可实现根据不同的需求输出具有不同波长及光功率的激光光束，并没有降低输出光束的光功率效率。
(3).所述的激光源模块与所述的光纤输出模块采用直接对接的连接方式，使得整套装置的波长输出容易传导，大大降低了光纤对接端面损伤的几率，提高了输出的激光光束的光功率效率。
(4).本发明所述的激光器驱动电路采用恒功驱动，同时具有温控装置，这两种方式的结合使用，不仅能够检测及调节所述的激光源模块工作环境的温度，使其工作在恒温的环境中，也保证了该激光器输出的波长及光功率的稳定性。
Claims (14)
1.一种具有多路输出波长的激光器，其特征在于，该激光器包括驱动模块、控制模块和激光源模块，该驱动模块包括第一驱动电路，该第一驱动电路将外部电压信号转换为第一功率信号并提供给该激光源模块，该激光源模块包括多个用来输出不同波长光束的激光源组件，多个激光源组件的负极为并联连接并与第一驱动电路连接，正极通过该控制模块与电源模块连接，该控制模块选择控制其中的一激光源组件的正极导通接入电源模块。
2.根据权利要求1所述的具有多路输出波长的激光器，其特征在于，该控制模块包括控制电路和选择电路，该控制电路与该选择电路连接，该选择电路与该激光源模块的正极连接，该控制电路将外部输入的控制信息转换为控制信号并输出到该选择电路，控制该选择电路导通，使得该激光源模块中的一激光源组件导通接入。
3.根据权利要求2所述的具有多路输出波长的激光器，其特征在于，该控制电路采用型号为8051F020的单片机。
4.根据权利要求2所述的具有多路输出波长的激光器，其特征在于，该选择电路包括多个继电器，每一继电器与每一激光源组件的正极对应连接，每一继电器在该控制电路输出的控制信号的控制下开启或关闭。
5.根据权利要求1所述的具有多路输出波长的激光器，其特征在于，该驱动模块包括第一驱动电路，该第一驱动电路包括第一运算放大器和第一场效应管，该第一运算放大器与该电源模块、该第一场效应管连接，该第一场效应管与该激光源模块的一端连接，并且该电源模块通过控制电路与该激光源模块的另一端连接。
6.根据权利要求1所述的具有多路输出波长的激光器，其特征在于，该激光器还包括通讯接口模块，其用来接收外部提供的控制信息同时回馈响应信息，并将控制信息提供给该控制模块。
7.根据权利要求6所述的具有多路输出波长的激光器，其特征在于，该通讯接口模块包括光耦电路，其用来将该通讯接口模块与外部设备进行光电隔离。
8.根据权利要求1所述的具有多路输出波长的激光器，其特征在于，该激光器还包括电源模块，其用来将外部输入的电压信号转换为该激光器所需要的工作电压信号。
9.根据权利要求8所述的具有多路输出波长的激光器，其特征在于，该电源模块包括降压电路和滤波电路，该降压电路将外部输入电压信号转换为工作电压信号并将其提供给该滤波电路，该滤波电路将工作电压信号滤波后输出到该驱动模块和该控制模块。
10.根据权利要求8所述的具有多路输出波长的激光器，其特征在于，该电源模块包括升压电路和滤波电路，该升压电路将外部输入电压信号转换为工作电压信号并将其提供给该滤波电路，该滤波电路将工作电压信号滤波后输出到该驱动模块和该控制模块。
11.根据权利要求1所述的具有多路输出波长的激光器，其特征在于，该激光器还包括控温模块，其用来检测及调节该激光源模块的工作环境温度。
12.根据权利要求1所述的具有多路输出波长的激光器，其特征在于，该驱动模块还包括第二驱动电路，该第二驱动电路用来将工作电压信号转换为温度控制信号输出到该控温模块，并接收该控温模块输出的工作温度采样信号作为反馈。
13.根据权利要求12所述的具有多路输出波长的激光器，其特征在于，该第二驱动电路包括第二运算放大器和第二场效应管，该第二运算放大器与该电源模块、该第二场效应管连接，该第二场效应管与该控温模块的一端连接，该电源模块通过控制电路与该控温模块的另一端连接。
14.根据权利要求1所述的具有多路输出波长的激光器，其特征在于，该激光器还包括光纤输出模块，该光纤输出模块与该激光源模块对接连接，其对接端口具有通用光纤适配器。
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