CN107658683A - 一种闭环控制的医用激光系统一体模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种闭环控制的医用激光系统一体模块，包括：激光器和与激光器相连接的功率温度检测模块、激光功率驱动模块、制冷驱动模块，以上激光功率驱动模块、制冷驱动模块连接到系统控制模块，所述功率温度检测模块包括：单片机系统和与其相连接的温度检测模块和功率检测模块，当激光器出光工作时，通过温度检测模块实时检测功率反馈值，当温度读值低于激光器的工作温度时，由单片机控制适当的增加反向驱动电流，半导体制冷片对激光器进行加热操作；当温度读值高于激光器的工作温度时，由单片机控制适当的增加正向驱动电流，半导体制冷片对激光器进行制冷操作，以达到恒温控制，半导体驱动电流随着温差成正比驱动输出。

Description

一种闭环控制的医用激光系统一体模块
技术领域
本发明属于激光器应用及医疗仪器应用技术领域，涉及一种闭环控制的医用激光系统一体模块，对激光器功率、温度的闭环控制，达到确保功率的稳定及延长激光器系统模块的使用寿命。
背景技术
激光器——能发射激光的装置。1954年制成了第一台微波量子放大器，获得了高度相干的微波束。1958年A.L.肖洛和C.H.汤斯把微波量子放大器原理推广应用到光频范围，1960年T.H.梅曼等人制成了第一台红宝石激光器。1961年A.贾文等人制成了氦氖激光器。1962年R.N.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器。以后，激光器的种类就越来越多。按工作介质分，激光器可分为气体激光器、固体激光器、半导体激光器和染料激光器4大类。近来还发展了自由电子激光器，大功率激光器通常都是脉冲式输出。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种闭环控制的医用激光系统一体模块，用于提供一种新型的激光系统。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
一种闭环控制的医用激光系统一体模块，包括：激光器和与激光器相连接的功率温度检测模块、激光功率驱动模块、制冷驱动模块，以上激光功率驱动模块、制冷驱动模块连接到系统控制模块，所述功率温度检测模块包括：单片机系统和与其相连接的温度检测模块和功率检测模块，当激光器出光工作时，通过温度检测模块实时检测功率反馈值，当温度读值低于激光器的工作温度时，由单片机控制适当的增加反向驱动电流，半导体制冷片对激光器进行加热操作；当温度读值高于激光器的工作温度时，由单片机控制适当的增加正向驱动电流，半导体制冷片对激光器进行制冷操作，以达到恒温控制，半导体驱动电流随着温差成正比驱动输出。
优选的是，当功率设定好，激光驱动电流按程序计算值出相应的电流，并通过功率检测模块实时检测功率反馈值，当功率读值降低的时候，由单片机控制适当的增加驱动电流，当功率读值偏高的时候，由单片机控制适当的减小驱动电流，以达到恒功。
本发明采取以上方案以后，能够保证即时功率的稳定性，且功率更稳定，使用寿命更长，光电性能更突出。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
下面结合附图对本发明进行详细的描述，以使得本发明的上述优点更加明确。其中，
图1是本发明闭环控制的医用激光系统一体模块的结构示意图；
图2是本发明闭环控制的医用激光系统一体模块的部分电路示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
如图1和2所示，一种闭环控制的医用激光系统一体模块，包括：激光器和与激光器相连接的功率温度检测模块、激光功率驱动模块、制冷驱动模块，以上激光功率驱动模块、制冷驱动模块连接到系统控制模块，所述功率温度检测模块包括：单片机系统和与其相连接的温度检测模块和功率检测模块，当激光器出光工作时，通过温度检测模块实时检测功率反馈值，当温度读值低于激光器的工作温度时，由单片机控制适当的增加反向驱动电流，半导体制冷片对激光器进行加热操作；当温度读值高于激光器的工作温度时，由单片机控制适当的增加正向驱动电流，半导体制冷片对激光器进行制冷操作，以达到恒温控制，半导体驱动电流随着温差成正比驱动输出。
优选的是，当功率设定好，激光驱动电流按程序计算值出相应的电流，并通过功率检测模块实时检测功率反馈值，当功率读值降低的时候，由单片机控制适当的增加驱动电流，当功率读值偏高的时候，由单片机控制适当的减小驱动电流，以达到恒功。
如图2所示，是激光驱动的原理图，其中，控制端(右下)设置电流输入一个电压信号，经过芯片电流放大后输出到比较器(比较器和放大器为芯片两个功能通道)，与由激光器驱动回路采样电流(通过电阻转化成电压)作比较，输出一个驱动MOS管的模拟量，改变激光回路的MOS电阻以达到电流恒定。
对比市场上现有的产品，电流波形绝大部分都不同程度的存在使能过冲以及下降沿反弹过冲，上升沿也超过50uS等问题。本产品优化的去过冲和快速响应电路可以有效地解决这个问题，真正做到0过冲，上升沿下降沿小于10uS。
本发明可根据实际测到的功率反馈，实行电流补偿，以达到功率精度控制在2％以内
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种闭环控制的医用激光系统一体模块，其特征在于，包括：激光器和与激光器相连接的功率温度检测模块、激光功率驱动模块、制冷驱动模块，以上激光功率驱动模块、制冷驱动模块连接到系统控制模块，所述功率温度检测模块包括：单片机系统和与其相连接的温度检测模块和功率检测模块，当激光器出光工作时，通过温度检测模块实时检测功率反馈值，当温度读值低于激光器的工作温度时，由单片机控制适当的增加反向驱动电流，半导体制冷片对激光器进行加热操作；当温度读值高于激光器的工作温度时，由单片机控制适当的增加正向驱动电流，半导体制冷片对激光器进行制冷操作，以达到恒温控制，半导体驱动电流随着温差成正比驱动输出。
2.根据权利要求1所述的闭环控制的医用激光系统一体模块，其特征在于，当功率设定好，激光驱动电流按程序计算值出相应的电流，并通过功率检测模块实时检测功率反馈值，当功率读值降低的时候，由单片机控制适当的增加驱动电流，当功率读值偏高的时候，由单片机控制适当的减小驱动电流，以达到恒功。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109144137A (zh) * 2018-07-27 2019-01-04 北京量子体系科技股份有限公司 一种温度控制装置及激光器
CN112445168A (zh) * 2020-11-27 2021-03-05 南京亿高微波系统工程有限公司 一种半导体激光治疗仪功率校正系统及方法
CN114690810A (zh) * 2022-03-28 2022-07-01 青岛海尔空调器有限总公司 头盔控制方法、装置及头盔

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101592762A (zh) * 2009-06-05 2009-12-02 中兴通讯股份有限公司 一种光模块及其控制方法
CN207602969U (zh) * 2017-10-31 2018-07-10 苏州长光华芯光电技术有限公司 一种闭环控制的医用激光系统一体模块

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101592762A (zh) * 2009-06-05 2009-12-02 中兴通讯股份有限公司 一种光模块及其控制方法
CN207602969U (zh) * 2017-10-31 2018-07-10 苏州长光华芯光电技术有限公司 一种闭环控制的医用激光系统一体模块

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109144137A (zh) * 2018-07-27 2019-01-04 北京量子体系科技股份有限公司 一种温度控制装置及激光器
CN112445168A (zh) * 2020-11-27 2021-03-05 南京亿高微波系统工程有限公司 一种半导体激光治疗仪功率校正系统及方法
CN114690810A (zh) * 2022-03-28 2022-07-01 青岛海尔空调器有限总公司 头盔控制方法、装置及头盔
CN114690810B (zh) * 2022-03-28 2023-10-20 青岛海尔空调器有限总公司 头盔控制方法、装置及头盔

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