CN107275918A - 光纤激光器射频驱动源 - Google Patents

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童小龙
刘晓旭
黄荣
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Abstract

本发明涉及光纤激光器射频驱动源，由内部脉冲信号产生电路、外部脉冲信号输入端口、脉冲信号切换开关、脉冲信号整形电路、有源晶振电路、射频信号整形电路、直流电源电路、混频器、控制端电源电路，以及功率放大电路组成。本发明通过对脉冲信号切换开关的操作，使射频驱动源处于内部脉冲信号控制模式或外部脉冲信号控制模式。射频信号整形电路，对射频驱动源输出的射频信号进行整形，改善射频信号上升沿的时间，进一步改善光纤激光器输出光脉冲信号的质量。本发明的射频驱动源，具备了内部调制模式和外部调制模式的可选功能，可对光纤激光器的光脉冲建立时间进行调节，并改善射频信号的上升沿时间。

Description

光纤激光器射频驱动源
技术领域
本发明涉及用于调Q型脉冲光纤激光器射频驱动源。
背景技术
调Q双包层光纤激光器由于价格低廉、结构紧凑、效率高、线宽窄、波长可调谐等众多的优点，在很多领域如遥感、测距、医疗、军事、工业加工、非线性光学应用等有着广泛应用。
目前光纤激光器射频驱动源都是通过一个乘法器将晶振的输出信号与给定的一定频率的脉冲信号相乘，得到射频驱动信号，但由于乘法器的带载能力较低，不能直接驱动放大模块，需添加两级放大来提高其带载能力，而两级放大用的晶体管长时间工作在饱和状态，温度升高后容易烧坏，从而导致射频驱动源不工作，也会导致脉冲激光器烧坏。
原专利(2014105375136)申请的光纤激光器射频驱动源，存在与已批准的相关专利相似的地方，包括混频电路、功率放大电路。本次申请的专利在旧版专利的基础上，新增了“内部脉冲信号产生电路”、“脉冲信号切换开关”、“脉冲信号整形电路”、“射频信号整形电路”的功能,达到改善光纤激光器光脉冲质量的目的。
发明内容
本发明的目的为克服现有技术上存在的上述问题，提出的一种光纤激光器射频驱动源。当电源接入后，射频驱动源内部各部件能长时间稳定工作，在快速打标的情况下，可减少光脉冲的建立时间，从而提高打标效果与打标速度。同时，通过脉冲信号切换开关，可使射频驱动源处于自发产生脉冲信号以输出射频信号，或通过外部输入脉冲信号生产射频信号的工作模式，极大的方便了射频驱动源功能的独立检验和光纤激光器整机的批量生产。而脉冲信号整形电路和射频信号整形电路的设计，可对射频信号的上升沿进行调节，达到改善光纤激光器光脉冲质量的目的。
本发明实现上述目的的方案是：
光纤激光器射频驱动源，由内部脉冲信号产生电路、外部脉冲信号输入端口、脉冲信号切换开关、脉冲信号整形电路、有源晶振电路、射频信号整形电路、直流电源电路、混频器、控制端电源电路以及功率放大电路组成，其特征在于：内部脉冲信号产生电路或外部脉冲信号输入端口与脉冲信号切换开关一端相连；脉冲信号切换开关选择脉冲信号的输入方式有两种：内部或外部。脉冲信号切换开关另一端依次与脉冲信号整形电路、射频信号整形电路相连；有源晶振电路和射频信号整形电路输出端分别与混频器相连；混频器输出端、直流电源电路、控制端电源电路均与功率放大电路相连；
脉冲信号整形电路调整脉冲信号波形，提高激光器光脉冲建立时间；再输出到射频信号整形电路，调节射频信号上升沿；有源晶振电路产生的高频连续信号与射频信号整形电路产生的脉冲信号输入到混频器，对两种信号进行混频处理，混频器输出功率较小的射频信号到功率放大电路进行放大；直流电源电路给功率放大电路持续供电；控制端电源电路的连接到功率放大电路电压控制端，控制功率放大模块输出的射频信号的幅值。
所述的内部脉冲信号产生电路由第一集成芯片IC1、第一电阻R1、第二电阻R2及第一电容C1组成，通过选定R1、R2的阻值和C1的容值，能使芯片IC1输出固定频率的脉冲信号，控制射频驱动源输出射频信号的频率。
所述的外部脉冲信号输入端口，用于接收射频驱动源外部输入的变频率的脉冲信号，控制射频驱动源输出射频信号的频率。
所述的脉冲信号切换开关，用于选择射频驱动源工作于内部自发脉冲信号调制模式，或外部输入脉冲信号调制模式，便于射频驱动源功能的独立测试和光纤激光器整机的功能测试。
所述的脉冲信号整形电路由第二集成芯片IC2、第三可调电阻R3及第四电阻R4组成，第二集成芯片IC2将输入的脉冲信号进行整形，通过调节电阻R3的阻值，控制脉冲信号低电平的幅值。脉冲信号整形电路用于对输入的脉冲信号进行整形，提高脉冲信号低电平幅值，进一步提高光纤激光器光脉冲的建立时间。
所述的射频信号整形电路由第三集成芯片IC3、第五可调电阻R5及第六电阻R6组成，第三集成芯片IC3将输入的射频信号进行整形，通过调节可调电阻R5，调节射频驱动源输出射频信号上升沿的时间。射频信号整形电路用于对射频信号进行整形，调节射频驱动源输出射频信号上升沿的时间，改善光纤激光器输出光脉冲的质量。
本发明通过对脉冲信号切换开关的操作，使射频驱动源处于内部脉冲信号控制模式(内部调制模式)或外部脉冲信号控制模式(外部调制模式)。通过对脉冲信号整形电路中元器件的操作，自如的对光脉冲建立时间进行调节。射频信号整形电路，对射频驱动源输出的射频信号进行整形，改善射频信号上升沿的时间，进一步改善光纤激光器输出光脉冲信号的质量。本发明的射频驱动源，具备了内部调制模式和外部调制模式的可选功能，可对光纤激光器的光脉冲建立时间进行调节，并改善射频信号的上升沿时间。
附图说明
图1是本发明实例的电路原理框图。
图2是本发明的内部脉冲信号产生电路示意图
图3是本发明的脉冲信号切换开关切换示意图。
图4是本发明的脉冲信号整形电路示意图。
图5是本发明的射频信号整形电路示意图。
图6是本发明的脉冲信号整形电路输出波形示意图。
图7是本发明的射频驱动源输出的射频信号示意图。
具体实施方式
结构附图对本发明作进一步说明。
如图1所述示，光纤激光器射频驱动源，由内部脉冲信号产生电路、外部脉冲信号输入端口、脉冲信号切换开关、脉冲信号整形电路、有源晶振电路、射频信号整形电路、直流电源电路、混频器、控制端电源电路以及功率放大电路组成，其特征在于：内部脉冲信号产生电路或外部脉冲信号输入端口与脉冲信号切换开关一端相连；脉冲信号切换开关选择脉冲信号的输入方式有两种：内部或外部，脉冲信号切换开关另一端依次与脉冲信号整形电路、射频信号整形电路相连，有源晶振电路和射频信号整形电路输出端分别与混频器相连，混频器输出端、直流电源电路、控制端电源电路均与功率放大电路相连。
脉冲信号整形电路调整脉冲信号波形，提高激光器光脉冲建立时间；再输出到射频信号整形电路，调节射频信号上升沿；有源晶振电路产生的高频连续信号与射频信号整形电路产生的脉冲信号输入到混频器，对两种信号进行混频处理，混频器输出功率较小的射频信号到功率放大电路进行放大；直流电源电路给功率放大电路持续供电；控制端电源电路的连接到功率放大电路电压控制端，控制功率放大模块输出的射频信号的幅值。
如图2所示，所述的内部脉冲信号产生电路由芯片IC1、电阻R1、电阻R2及电容C1组成，通过选定R1、R2的阻值和C1的容值，能使芯片IC1输出固定频率的脉冲信号，与外部脉冲信号输入端口一起连接到脉冲信号切换开关。如图3所示，通过对脉冲信号切换开关的操作，可选择射频驱动源脉冲信号的输入方式：为内部或外部。脉冲信号切换开关切换示意，如图3所示，开关Q1切换至位置1时，射频驱动源工作于内部脉冲信号调试模式；当开关Q1切换至位置2时，射频驱动源工作于外部脉冲信号调制模式。
脉冲信号切换开关输出脉冲信号到脉冲信号整形电路，用于对输入的脉冲信号进行整形。如图4所示，所述的脉冲信号整形电路由第二集成芯片IC2、第三可调电阻R3及第四电阻R4组成，第二集成芯片IC2将输入的脉冲信号进行整形，通过调节电阻R3的阻值，控制如图6所示的脉冲信号低电平的幅值uL，进一步提高光纤激光器光脉冲的建立时间。
如图5所示，所述的射频信号整形电路由第三集成芯片IC3、第五可调电阻R5及第六电阻R6组成，第三集成芯片IC3将输入的射频信号进行整形，通过调节可调电阻R5，可调节如图7所示的射频驱动源输出射频信号上升沿的时间tr，以达到调节光纤激光器输出光脉冲信号的质量。
有源晶振电路、混频器、控制端电源电路、功率放大电路为现有电路。有源晶振电路产生的高频连续信号与射频信号整形电路产生的脉冲信号输入到混频器，对两种信号进行混频处理。混频器输出功率较小的射频信号到功率放大电路进行放大；直流电源电路给功率放大电路持续供电；控制端电源电路的输出连接到功率放大电路的电压控制端，通过调节控制端电源电路外围电位器的阻值，可控制功率放大模块输出射频信号的幅值。功率放大电路输出具有一定驱动能力的射频信号，驱动后级的光学器件。
本发明可通过上述方案，可使射频驱动源内部各部件长时间稳定工作，在快速打标的情况下，可减少光脉冲建立的时间，从而提高打标效果与打标速度。同时，通过脉冲信号切换开关，可使射频驱动源处于自发产生脉冲信号以输出射频信号，或通过外部输入脉冲信号生产射频信号的工作模式，极大的方便了射频驱动源功能的独立检验和光纤激光器整机的批量生产。而脉冲信号整形电路和射频信号整形电路的设计，可自如的对射频信号的上升沿进行调节，达到改善光纤激光器光脉冲质量的目的。

Claims (5)

1.光纤激光器射频驱动源，由内部脉冲信号产生电路、外部脉冲信号输入端口、脉冲信号切换开关、脉冲信号整形电路、有源晶振电路、射频信号整形电路、直流电源电路、混频器、控制端电源电路以及功率放大电路组成，其特征在于：内部脉冲信号产生电路或外部脉冲信号输入端口与脉冲信号切换开关一端相连；脉冲信号切换开关选择脉冲信号的输入方式有两种：内部或外部，脉冲信号切换开关另一端依次与脉冲信号整形电路、射频信号整形电路相连；有源晶振电路和射频信号整形电路输出端分别与混频器相连，混频器输出端、直流电源电路、控制端电源电路均与功率放大电路相连；
脉冲信号整形电路调整脉冲信号波形，提高激光器光脉冲建立时间；再输出到射频信号整形电路，调节射频信号上升沿；有源晶振电路产生的高频连续信号与射频信号整形电路产生的脉冲信号输入到混频器，对两种信号进行混频处理，混频器输出功率较小的射频信号到功率放大电路进行放大；直流电源电路给功率放大电路持续供电；控制端电源电路的连接到功率放大电路电压控制端，控制功率放大模块输出的射频信号的幅值。
2.根据权利要求1所述的光纤激光器射频驱动源，其特征在于：所述的内部脉冲信号产生电路，由第一集成芯片I C1、第一电阻R1、第二电阻R2及第一电容C1组成，通过选定R1、R2的阻值和C1的容值，能使芯片I C1输出固定频率的脉冲信号，控制射频驱动源输出射频信号的频率。
3.根据权利要求1所述的光纤激光器射频驱动源，其特征在于：所述的脉冲信号切换开关，用于选择射频驱动源处于内部自发脉冲信号调制模式，或外部输入脉冲信号调制模式，便于射频驱动源功能的独立测试和光纤激光器整机的功能测试。
4.根据权利要求1所述的光纤激光器射频驱动源，其特征在于：所述的脉冲信号整形电路由第二集成芯片I C2、第三可调电阻R3及第四电阻R4组成，芯片I C2将输入的脉冲信号进行整形，通过调节电阻R3的阻值，控制脉冲信号低电平的幅值。
5.根据权利要求1所述的光纤激光器射频驱动源，其特征在于：所述的射频信号整形电路由第三集成芯片I C3、第五可调电阻R5及第六电阻R6组成，芯片I C3将输入的射频信号进行整形，通过调节可调电阻R5，调节射频驱动源输出射频信号上升沿的时间，用于对射频信号进行整形，改善光纤激光器输出光脉冲的质量。
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