CN111162440A - 一种激光器调q开关的驱动装置及系统 - Google Patents

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陈科帆
黄灿
丁中华
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    • H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
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    • H01S3/067—Fibre lasers

Abstract

本发明涉及激光器调Q开关驱动技术领域，尤其是一种激光器调Q开关的驱动装置，包括机体，机体的一侧固定安装有控制面板，控制面板的一端固定安装有显示器，显示器的一侧固定安装有若干指示灯，指示灯的一侧安装有若干脉冲调节开关，机体内部固定安装有集成电路板，集成电路板上固定安装有与脉冲调节开关相匹配的脉冲幅度调节器、脉冲宽度调节器和脉冲斜率调节器，集成电路板上安装有处理器，处理器电性连接有脉冲发生器、第一放大模块和第二放大模块，第一放大模块外接有第一放大电路接头，第二放大模块外接有第二放大电路接头。本发明通过调节调Q开关的具体工作参数，实现质量较高的光滑单脉冲输出。

Description

一种激光器调Q开关的驱动装置及系统
技术领域
本发明涉及激光器调Q开关驱动技术领域，尤其涉及一种激光器调Q开关的驱动装置及系统。
背景技术
功率、短脉冲激光光源在材料与仪器、器件的精密打标，材料的激光处理，激光精密微机械加工和测量等领域有着十分广泛的应用。高功率、短脉冲光纤激光器由于其高效率、便携性、高可靠性和高稳定性在工业及科研领域有广泛的应用。目前，光纤技术的逐渐成熟引起了光通信技术中的革命。而高掺杂的激光光纤与大功率半导体激光器的发展使得光纤激光技术成为激光技术领域一个发展极快的热点领域，全光纤激光器的主要优势在于其高度集成化、稳定性和鲁棒性；为了使激光器获得脉冲运作方式，通常使用调Q开关。具有调Q开关的全光纤激光器(可称为全光纤调Q激光器)的输出光谱外圈完全没有控制，而输出光脉冲经常出现多峰和劈裂的形状，激光器输出光的质量极大地降低
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在激光器输出光的质量低的缺点，而提出的一种激光器调Q开关的驱动装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
设计一种激光器调Q开关的驱动装置，包括机体，所述机体的一侧固定安装有控制面板，所述控制面板的一端固定安装有显示器，所述显示器的一侧固定安装有若干指示灯，所述指示灯的一侧安装有若干脉冲调节开关，所述脉冲调节开关均与机体转动连接，所述机体内部固定安装有集成电路板，所述集成电路板上固定安装有与脉冲调节开关相匹配的脉冲幅度调节器、脉冲宽度调节器和脉冲斜率调节器，所述脉冲幅度调节器、脉冲宽度调节器和脉冲斜率调节器之间相互电性连接，所述集成电路板上固定安装有处理器，所述处理器电性连接有脉冲发生器、第一放大模块和第二放大模块，所述第一放大模块外接有第一放大电路接头，所述第一放大电路接头固定安装在机体的背侧，所述第二放大模块外接有第二放大电路接头，所述第二放大电路接头固定安装在机体的背侧。
优选的，所述脉冲发生器外接有脉冲信号输出接头，所述脉冲信号输出接头固定安装在机体的背侧；所述控制面板上固定安装有输入接口，所述输入接口的一侧固定安装有电源开关，所述电源开关通过导线电性连接有电源电路模块，所述电源电路模块固定安装在集成电路板上。
优选的，所述脉冲发生器包括时基电路模块，所述时基电路模块，所述时基电路模块输入端电性连接有第一电容和第二电容，所述时基电路模块输出端电性连接有第一电阻和第二电阻；所述第一电阻和第二电阻组成的串联支路连接在电源电路模块和时基电路模块的触发信号输入端之间，所述时基电路模块的阈值信号输入端与触发信号输入端相连，所述时基电路模块的控制电压信号输入端通过第二电容接地；所述时时基电路模块的触发信号输入端通过第一电容接地。
优选的，所述第二电阻的输出端与脉冲幅度调节器电性连接，所述脉冲幅度调节器用于对脉冲斜率发生器输出的脉冲信号的幅值进行调节。
优选的，所述脉冲幅度调节器的输出端电性连接有输出阻抗匹配模块，所述输出阻抗匹配模块用于将脉冲幅度调节器输出的信号进行阻抗匹配。
优选的，所述时基电路模块的输出端与脉冲宽度调节器电性连接，所述脉冲宽度调节器包括单稳态模块，所述单稳态模块的输入端电性连接有第一档位电容和第二档位电容，所述单稳态模块的输出端电性连接有第三电阻和第四电阻，所述单稳态模块的触发信号输入端作为脉冲调节开关的信号输入端与时基电路模块电性连接，所述第一档位电容和第二档位电容采用集成在一起的多路直插开关器件。
优选的，所述单稳态模块的输出端电性连接有第一放大模块，所述第一放大模块的输入端电性连接有第三电容和第四电容，所述第一放大模块的输出端电性连接有第五电阻和第六电阻；所述第五电阻连接在脉冲斜率调节器的信号输出端和第一放大器模块的反向信号输入端之间；所述第一放大器模块的正向信号输入端接地；第三电容连接在第二放大器模块的反向信号输入端和信号输出端之间。
优选的，所述脉冲斜率调节器包括第二放大模块，所述第二放大模块的输入端电性连接有第五电容和第六电容，所述第二放大模块的输出端电性连接有第七电阻和第八电阻；所述第七电阻连接的信号输出端与第二放大器模块的反向信号输入端，所述第二放大器模块的正向信号输入端接地，所述第八电阻连接在第二放大器模块的反向信号输入端和信号输出端之间；第五电容和第六电容串连并连接在所述第二放大器模块的反向信号输入端和信号输出端之间。
本发明提出的一种激光器调Q开关的驱动装置，有益效果在于：本发明的脉冲频率发生器对脉冲驱动信号的频率进行调节，脉冲宽度发生器对脉冲驱动信号的脉冲宽度进行调节，脉冲斜率调节器对脉冲驱动信号的斜率进行调节，即可以对脉冲驱动信号的上升时间和下降时间进行调节，脉冲幅度调节器对脉冲信号的幅值进行调节，输出阻抗匹配单元可以提高激光器输出光的质量，总之，通过调节调Q开关的具体工作参数，实现质量较高的光滑单脉冲输出。
附图说明
图1为本发明提出的一种激光器调Q开关的驱动装置的结构示意图一；
图2为本发明提出的一种激光器调Q开关的驱动装置的结构示意图二；
图3为本发明提出的一种激光器调Q开关的驱动装置的内部结构示意图；
图4为本发明提出的一种激光器调Q开关的驱动装系统的系统框图；
图5为本发明提出的一种激光器调Q开关的驱动系统的脉冲斜率调节器的系统框图。
图中：机体1、控制面板2、显示器3、脉冲调节开关4、脉冲幅度调节器41、脉冲宽度调节器42、脉冲斜率调节器43、指示灯5、输入接口6、电源开关7、电源电路模块71、脉冲信号输出接头8、脉冲发生器81、第一放大电路接头9、第一放大模块91、第二放大电路接头10、第二放大模块101、集成电路板11、处理器12。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
参照图1-4，一种激光器调Q开关的驱动装置，包括机体1，机体1的一侧固定安装有控制面板2，控制面板2的一端固定安装有显示器3，显示器3的一侧固定安装有若干指示灯5，指示灯5的一侧安装有若干脉冲调节开关4，脉冲调节开关4均与机体1转动连接，控制面板2上固定安装有输入接口6，输入接口6的一侧固定安装有电源开关7，电源开关7通过导线电性连接有电源电路模块71，电源电路模块71固定安装在集成电路板11上；
机体1内部固定安装有集成电路板11，集成电路板11上固定安装有与脉冲调节开关4相匹配的脉冲幅度调节器41、脉冲宽度调节器42和脉冲斜率调节器43，脉冲幅度调节器41、脉冲宽度调节器42和脉冲斜率调节器43之间相互电性连接，集成电路板11上固定安装有处理器12，处理器12电性连接有脉冲发生器81、第一放大模块91和第二放大模块101，第一放大模块91外接有第一放大电路接头9，第一放大电路接头9固定安装在机体1的背侧，第二放大模块101外接有第二放大电路接头10，第二放大电路接头10固定安装在机体1的背侧，脉冲发生器81外接有脉冲信号输出接头8，脉冲信号输出接头8固定安装在机体1的背侧；
本发明还提供了一种激光器调Q开关的驱动系统，包括脉冲发生器81，脉冲发生器81包括时基电路模块，时基电路模块，时基电路模块输入端电性连接有第一电容和第二电容，时基电路模块输出端电性连接有第一电阻和第二电阻；第一电阻和第二电阻组成的串联支路连接在电源电路模块71和时基电路模块的触发信号输入端之间，时基电路模块的阈值信号输入端与触发信号输入端相连，时基电路模块的控制电压信号输入端通过第二电容接地；时时基电路模块的触发信号输入端通过第一电容接地；第二电阻的输出端与脉冲幅度调节器41电性连接，脉冲幅度调节器41用于对脉冲斜率发生器81输出的脉冲信号的幅值进行调节，脉冲幅度调节器41的输出端电性连接有输出阻抗匹配模块，输出阻抗匹配模块用于将脉冲幅度调节器输出的信号进行阻抗匹配。
本发明的脉冲频率发生器8对脉冲驱动信号的频率进行调节，脉冲宽度发生器42对脉冲驱动信号的脉冲宽度进行调节，脉冲斜率调节器43对脉冲驱动信号的斜率进行调节，即可以对脉冲驱动信号的上升时间和下降时间进行调节，脉冲幅度调节器41对脉冲信号的幅值进行调节，输出阻抗匹配单元可以提高激光器输出光的质量，总之，通过调节调Q开关的具体工作参数，实现质量较高的光滑单脉冲输出。
实施例2：
参照图4-5，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1的区别在于，时基电路模块的输出端与脉冲宽度调节器42电性连接，脉冲宽度调节器42包括单稳态模块，单稳态模块的输入端电性连接有第一档位电容和第二档位电容，单稳态模块的输出端电性连接有第三电阻和第四电阻，单稳态模块的触发信号输入端作为脉冲调节开关4的信号输入端与时基电路模块电性连接，第一档位电容和第二档位电容采用集成在一起的多路直插开关器件。
单稳态模块的输出端电性连接有第一放大模块，第一放大模块的输入端电性连接有第三电容和第四电容，第一放大模块的输出端电性连接有第五电阻和第六电阻；第五电阻连接在脉冲斜率调节器43的信号输出端和第一放大器模块的反向信号输入端之间；第一放大器模块的正向信号输入端接地；第三电容连接在第二放大器模块的反向信号输入端和信号输出端之间。
实施例3：
参照图4-5，作为本发明的另一优选实施例，与实施例1或实施例2的区别在于，脉冲斜率调节器43包括第二放大模块，第二放大模块的输入端电性连接有第五电容和第六电容，第二放大模块的输出端电性连接有第七电阻和第八电阻；第七电阻连接的信号输出端与第二放大器模块的反向信号输入端，第二放大器模块的正向信号输入端接地，第八电阻连接在第二放大器模块的反向信号输入端和信号输出端之间；第五电容和第六电容串连并连接在第二放大器模块的反向信号输入端和信号输出端之间。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种激光器调Q开关的驱动装置，包括机体(1)，所述机体(1)的一侧固定安装有控制面板(2)，所述控制面板(2)的一端固定安装有显示器(3)，所述显示器(3)的一侧固定安装有若干指示灯(5)，其特征在于，所述指示灯(5)的一侧安装有若干脉冲调节开关(4)，所述脉冲调节开关(4)均与机体(1)转动连接，所述机体(1)内部固定安装有集成电路板(11)，所述集成电路板(11)上固定安装有与脉冲调节开关(4)相匹配的脉冲幅度调节器(41)、脉冲宽度调节器(42)和脉冲斜率调节器(43)，所述脉冲幅度调节器(41)、脉冲宽度调节器(42)和脉冲斜率调节器(43)之间相互电性连接，所述集成电路板(11)上固定安装有处理器(12)，所述处理器(12)电性连接有脉冲发生器(81)、第一放大模块(91)和第二放大模块(101)，所述第一放大模块(91)外接有第一放大电路接头(9)，所述第一放大电路接头(9)固定安装在机体(1)的背侧，所述第二放大模块(101)外接有第二放大电路接头(10)，所述第二放大电路接头(10)固定安装在机体(1)的背侧。
2.根据权利要求1所述的一种激光器调Q开关的驱动装置，其特征在于，所述脉冲发生器(81)外接有脉冲信号输出接头(8)，所述脉冲信号输出接头(8)固定安装在机体(1)的背侧；所述控制面板(2)上固定安装有输入接口(6)，所述输入接口(6)的一侧固定安装有电源开关(7)，所述电源开关(7)通过导线电性连接有电源电路模块(71)，所述电源电路模块(71)固定安装在集成电路板(11)上。
3.一种根据权利要求1-2之一所述的激光器调Q开关的驱动系统，其特征在于，所述脉冲发生器(81)包括时基电路模块，所述时基电路模块，所述时基电路模块输入端电性连接有第一电容和第二电容，所述时基电路模块输出端电性连接有第一电阻和第二电阻；所述第一电阻和第二电阻组成的串联支路连接在电源电路模块(71)和时基电路模块的触发信号输入端之间，所述时基电路模块的阈值信号输入端与触发信号输入端相连，所述时基电路模块的控制电压信号输入端通过第二电容接地；所述时时基电路模块的触发信号输入端通过第一电容接地。
4.根据权利要求3所述的一种激光器调Q开关的驱动系统，其特征在于，所述第二电阻的输出端与脉冲幅度调节器(41)电性连接，所述脉冲幅度调节器(41)用于对脉冲斜率发生器(81)输出的脉冲信号的幅值进行调节。
5.根据权利要求4所述的一种激光器调Q开关的驱动系统，其特征在于，所述脉冲幅度调节器(41)的输出端电性连接有输出阻抗匹配模块，所述输出阻抗匹配模块用于将脉冲幅度调节器输出的信号进行阻抗匹配。
6.根据权利要求5所述的一种激光器调Q开关的驱动系统，其特征在于，所述时基电路模块的输出端与脉冲宽度调节器(42)电性连接，所述脉冲宽度调节器(42)包括单稳态模块，所述单稳态模块的输入端电性连接有第一档位电容和第二档位电容，所述单稳态模块的输出端电性连接有第三电阻和第四电阻，所述单稳态模块的触发信号输入端作为脉冲调节开关(4)的信号输入端与时基电路模块电性连接，所述第一档位电容和第二档位电容采用集成在一起的多路直插开关器件。
7.根据权利要求6所述的一种激光器调Q开关的驱动系统，其特征在于，所述单稳态模块的输出端电性连接有第一放大模块，所述第一放大模块的输入端电性连接有第三电容和第四电容，所述第一放大模块的输出端电性连接有第五电阻和第六电阻；所述第五电阻连接在脉冲斜率调节器(43)的信号输出端和第一放大器模块的反向信号输入端之间；所述第一放大器模块的正向信号输入端接地；第三电容连接在第二放大器模块的反向信号输入端和信号输出端之间。
8.根据权利要求7所述的一种激光器调Q开关的驱动系统，其特征在于，所述脉冲斜率调节器(43)包括第二放大模块，所述第二放大模块的输入端电性连接有第五电容和第六电容，所述第二放大模块的输出端电性连接有第七电阻和第八电阻；所述第七电阻连接的信号输出端与第二放大器模块的反向信号输入端，所述第二放大器模块的正向信号输入端接地，所述第八电阻连接在第二放大器模块的反向信号输入端和信号输出端之间；第五电容和第六电容串连并连接在所述第二放大器模块的反向信号输入端和信号输出端之间。
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