CN117559208A - 一种主振荡器和主控振荡器的功率放大器 - Google Patents

一种主振荡器和主控振荡器的功率放大器 Download PDF

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CN117559208A
CN117559208A CN202410040034.7A CN202410040034A CN117559208A CN 117559208 A CN117559208 A CN 117559208A CN 202410040034 A CN202410040034 A CN 202410040034A CN 117559208 A CN117559208 A CN 117559208A
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宋忠林
陈云飞
黄祝龙
黄玉涛
张国新
邰伯寅
苏盟
马敬跃
姜鹏
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Beijing Shenglei Technology Co ltd
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Beijing Shenglei Technology Co ltd
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    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
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Abstract

本申请提供一种主振荡器和主控振荡器的功率放大器，涉及电力电子技术领域。在该主振荡器中，由于激光模块发射的种子激光信号的波形与激光模块的电流信号的波形一致，所以种子激光信号包括激光脉冲信号及其每个激光脉冲之前的激光强度恒定且小于一定值的激光信号，因此激光脉冲之前的激光强度恒定且小于一定值的激光信号先于激光脉冲进入放大器；又由于激光脉冲之前的激光强度恒定且小于一定值的激光信号可以控制放大器中的增益介质中的反转粒子数缓慢释放，所以当激光脉冲进入放大器时，增益介质中的反转粒子数呈现类高斯脉冲形状释放，因此抑制了放大激光信号的前沿过冲、后沿拖尾，从而改善了放大激光信号的能量波形在时域分布不均匀的情况。

Description

一种主振荡器和主控振荡器的功率放大器
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种主振荡器和主控振荡器的功率放大器。
背景技术
通常情况下，激光模块通过主振荡器的功率放大器（Master Oscillator Power-Amplifier，MOPA），实现对种子激光信号的功率放大；经过放大的激光信号称为放大激光信号。
由于种子激光信号为激光脉冲信号，所以放大激光信号容易出现前沿过冲、后沿拖尾的现象，即放大激光信号的能量波形在时域分布不均匀，从而导致放大激光信号无法被高效放大，即放大激光信号的激光功率和能量不达标；并且，前沿过冲还会导致能量过于集中，从而可能在放大过程中对光学器件造成损伤；另外，能量波形在时域分布不均匀也会对激光切割、打孔、划线等精密加工的质量造成影响。
因此，如何改善放大激光信号的能量波形在时域分布不均匀的情况，是亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种主振荡器和主控振荡器的功率放大器，以改善放大激光信号的能量波形在时域分布不均匀的情况。
为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
本申请一方面提供一种主振荡器，包括：激光模块、驱动电路和控制器；其中：
所述驱动电路的输出端与所述激光模块的供电端相连，所述驱动电路用于在所述控制器的控制下向所述激光模块按照预设周期或连续输出电流信号；
所述电流信号包括第一电流脉冲信号及其每个电流脉冲之前的电流值小于第一预设值的恒流信号；
所述激光模块的输出端与放大器的输入端相连，所述激光模块用于发射波形与所述电流信号的波形保持一致的种子激光信号。
可选的，所述驱动电路，包括：两个电流输出电路；其中：
两个电流输出电路的输出端均与所述激光模块的供电端相连；
第一电流输出电路用于在所述控制器的控制下，输出与所述第一电流脉冲信号周期、占空比均相同的第二电流脉冲信号；
第二电流输出电路用于在所述控制器的控制下，输出与所述第一电流脉冲信号周期相同、占空比小于所述第二电流脉冲信号以及电流脉冲的电流值小于所述第一预设值的第三电流脉冲信号。
可选的，电流输出电路，包括：第一开关管、偏置电路和恒流模块；其中：
所述第一开关管、所述恒流模块、所述激光模块串联在供电电源与地之间；
所述第一开关管用于在所述控制器的控制下间隔导通；所述第一开关管的控制信号的波形与电流输出电路所输出的电流脉冲信号相同；
所述恒流模块用于在所述控制器的控制下使流过自身的电流恒定在设定值；
所述偏置电路用于向所述第一开关管提供的工作所需的偏置电压或偏置电流。
可选的，所述恒流模块，包括：电流调节模块、采样模块和运算放大模块；其中：
所述电流调节模块串联在所述第一开关管所在电路上；
所述采样模块的输出端与所述运算放大模块的反向输入端相连，所述采样模块用于采样所述电流调节模块所在电路上的实际电流值；
所述运算放大模块的同相输入端与所述控制器相连，所述运算放大模块的输出端与所述电流调节模块的控制端相连，所述运算放大模块用于根据所述实际电流值和所述设定值，对所述电流调节模块进行调节。
可选的，所述电流调节模块，包括：与所述第一开关管类型相同的第二开关管。
可选的，所述第一开关管为NPN三极管；
在所述第一开关管的集电极与所述供电电源之间，至少串联有所述激光模块；
所述偏置电路，包括：偏置电阻支路，所述偏置电阻支路的一端与所述第一开关管的发射极相连，所述偏置电阻支路的另一端接地。
可选的，电流输出电路，还包括：第一限流电阻支路，第一电感支路，以及，与所述第一开关管类型相同的第三开关管；其中：
所述第三开关管、所述第一限流电阻支路、所述恒流模块串联在所述供电电源与地之间；
所述第三开关管用于在所述控制器的控制下，与所述第一开关管交替导通；
所述第一电感支路的一端与所述供电电源相连，所述第一电感支路的另一端分别连接于：所述第三开关管、所述第一限流电阻支路、所述恒流模块所形成的串联支路的一端，以及，所述第一开关管、所述恒流模块、所述激光模块所形成的串联支路的一端。
可选的，电流输出电路，还包括：选择电路；其中：
所述选择电路设置有至少两个输入端，所述选择电路的各输入端分别接收所述控制器输出的各输出值；
所述选择电路用于在所述控制器的控制下，选择相应所述输出值作为所述设定值。
可选的，电流输出电路，还包括：第一RC吸收电路，和/或，至少一个电感支路；其中：
所述第一RC吸收电路与所述激光模块并联连接；
每个电感支路串联在所述激光模块与地之间。
本申请另一方面提供一种主控振荡器的功率放大器，包括：放大器和如本申请上一方面任一项所述的主振荡器。
由上述技术方案可知，本发明提供了一种主振荡器。在该主振荡器中，由于上述种子激光信号的波形与上述电流信号的波形保持一致，所以上述种子激光信号包括激光脉冲信号及其每个激光脉冲之前的激光强度恒定且小于一定值的激光信号，因此激光脉冲之前的激光强度恒定且小于一定值的激光信号先于激光脉冲进入放大器，换言之，激光脉冲之前的激光强度恒定且较小的激光信号先于激光脉冲进入放大器；又由于激光脉冲之前的激光强度恒定且小于一定值的激光信号可以控制放大器中的增益介质中的反转粒子数缓慢释放，所以当激光脉冲进入放大器时，增益介质中的反转粒子数呈现类高斯脉冲形状释放，因此可以抑制放大激光信号的前沿过冲、后沿拖尾，从而可以改善放大激光信号的能量波形在时域分布不均匀的情况；进而使得放大激光信号可以被高效放大，即使得放大激光信号的激光功率和能量达标；并且，还避免了在放大过程中对光学器件造成损伤；另外，还避免了对激光切割、打孔、划线等精密加工的质量造成影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的主控振荡器的功率放大器的一种实施方式的结构示意图；
图2为电流I流、电流I脉冲2、电流I脉冲3的波形示意图；
图3为本申请提供的主控振荡器的功率放大器的另一种实施方式的结构示意图；
图4为申请提供的电流输出电路的一种实施方式的结构示意图；
图5为控制信号U1_out1、U1_out2、T_out1、T_out2、U3_out的波形示意图；
图6为控制信号U2_out1、U2_out2、T_out3、T_out4、U3_out的波形示意图；
图7为本申请提供的电流输出电路的另一种实施方式的结构示意图；
图8-图17分别为本申请提供的电流输出电路的又十种实施方式的结构示意图；
图18为本申请提供的驱动电路的一种具体示例的结构示意图；
图19为未采用本申请提供的主振荡器时的仿真实验的实验结果示意图；
图20为采用本申请提供的主振荡器时的仿真实验的实验结果示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
为了改善放大激光信号的能量波形在时域分布不均匀的情况，本申请实施例提供一种主振荡器，其具体结构如图1所示，具体包括：激光模块10、驱动电路20和控制器30；各器件之间的连接关系具体如下所述：
驱动电路20的输出端与激光模块10的供电端相连，驱动电路20用于在控制器30的控制下按照预设周期向激光模块10输出电流信号，或者，驱动电路20用于在控制器30的控制下连续向激光模块10输出电流信号。
电流信号包括第一电流脉冲信号及其每个电流脉冲之前的电流值小于第一预设值的恒流信号。
其中，电流值小于第一预设值表征电流值较小，在实际应用中，可以根据实际情况设定第一预设值，此处不做具体限定；另外，第一电流脉冲信号的电流脉冲的电流值是根据激光模块10的实际情况设定，此处不做具体限定。
在实际应用中，预设周期表征激光模块10的输出频率，当预设周期越小时，激光模块10的输出频率越大，此时激光模块10的输出可以近似认为是连续输出；与真正的连续输出相比，驱动电路20中的器件不会连续导通，从而可以避免对驱动电路20中的器件造成损坏；其中，预设周期是根据激光模块10的实际情况设定，此处不做具体限定。
比如，以驱动电路20按照预设周期输出电流信号为例，电流信号如图2中的I流所示，I1为第一电流脉冲信号中的电流脉冲的电流值，I2为恒流信号的电流值，T预为预设周期。
激光模块10的输出端与放大器40的输入端相连，激光模块10用于发射波形与电流信号I流的波形保持一致的种子激光信号。
可选的，激光模块10可以为激光二极管，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
需要说明的是，放大器40的具体结构在现有技术中已经十分成熟，此处不再对其进行详细说明。
在该主振荡器中，由于上述种子激光信号的波形与上述电流信号I流的波形保持一致，所以上述种子激光信号包括激光脉冲信号及其每个激光脉冲之前的激光强度恒定且小于一定值的激光信号，因此激光脉冲之前的激光强度恒定且小于一定值的激光信号先于激光脉冲进入放大器40，换言之，激光脉冲之前的激光强度恒定且较小的激光信号先于激光脉冲进入放大器40；又由于激光脉冲之前的激光强度恒定且小于一定值的激光信号可以控制放大器40中的增益介质中的反转粒子数缓慢释放，所以当激光脉冲进入放大器40时，增益介质中的反转粒子数呈现类高斯脉冲形状释放，因此可以抑制放大激光信号的前沿过冲、后沿拖尾，从而可以改善放大激光信号的能量波形在时域分布不均匀的情况；进而使得放大激光信号可以被高效放大，即使得放大激光信号的激光功率和能量达标；并且，还避免了在放大过程中对光学器件造成损伤；另外，还避免了对激光切割、打孔、划线等精密加工的质量造成影响。
本申请另一实施例提供驱动电路20的一种具体实施方式，其具体结构如图3所示，具体包括：两个电流输出电路21、22；各器件之间的连接关系具体如下所述：
两个电流输出电21、22的输出端均与激光模块10的供电端相连。
第一电流输出电路21的控制端与控制器相连，第一电流输出电路21用于在控制器30的控制下，输出与第一电流脉冲信号周期、占空比均相同的第二电流脉冲信号。
比如，以驱动电路20按照预设周期输出电流信号为例，第二电流脉冲信号如图2中的I脉冲2所示，I3为第二电流脉冲信号I脉冲2中的电流脉冲的电流值，并且，I3=I1-I2。
第二电流输出电路22的控制端与控制器相连，第二电流输出电路22用于在控制器30的控制下，输出与第一电流脉冲信号周期相同、占空比小于第二电流脉冲信号I脉冲2以及电流脉冲的电流值小于第一预设值的第三电流脉冲信号。
比如，以驱动电路20按照预设周期输出电流信号为例，第三电流脉冲信号如图2中的I脉冲3所示，I2为第三电流脉冲信号I脉冲3中的电流脉冲的电流值。
上述仅为驱动电路20的一种具体实施方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
本申请另一实施例提供电流输出电路的一种实施方式，其具体结构可参见图4，具体包括：第一开关管110、偏置电路120和恒流模块130；各器件之间的连接关系具体如下所述：
第一开关管110、恒流模块130、激光模块10串联在供电电源50与地GND之间。
可选的，第一开关管110可以为三极管，比如，NPN三极管，也可以为MOS管，比如，N型MOS管，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
在一具体示例中，如图4所示，第一开关管110为NPN三极管；在第一开关管110的集电极与供电电源50之间，至少串联有激光模块10，比如，在图4中，激光模块10为激光二极管Z，激光二极管Z的阳极与供电电源50的输出端相连，激光二极管Z的阴极与第一开关管110的集电极相连，恒流模块130串联在第一开关管110的发射极与地GND之间。
上述仅为第一开关管110、恒流模块130、激光模块10三者之间的一种串联方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
第一开关管110的控制端与控制器30相连，第一开关管110用于在控制器30的控制下间隔导通，第一开关管110的控制信号的波形与电流输出电路所输出的电流脉冲信号相同。
以驱动电路20按照预设周期输出电流信号为例，当第一开关管110为NPN三极管时，若电流输出电路为第一电流输出电路21，则第一开关管110的控制信号的波形如图5中的U1_out1所示，其中，I阈1为此时使第一开关管110导通的电流阈值；若电流输出电路为第二电流输出电路22，则第一开关管110的控制信号的波形如图6中的U2_out1所示，其中，I阈2为此时使第一开关管110导通的电流阈值。
恒流模块130的控制端与控制器30相连，恒流模块130用于在控制器30的控制下使流过自身的电流恒定在设定值。
其中，当电流输出电路为第一电流输出电路21时，恒流模块130的设定值表征的是第二电流脉冲信号I脉冲2中的电流脉冲的信号值；当电流输出电路为第二电流输出电路22时，恒流模块130的设定值表征的是第三电流脉冲信号I脉冲3中的电流脉冲的电流值。
偏置电路120用于向第一开关管110提供的工作所需的偏置电压或偏置电流。
在一具体示例中，如图4所示，偏置电路120包括偏置电阻支路121，偏置电阻支路121的一端与第一开关管110的发射极相连，偏置电阻支路121的另一端接地GND；第一开关管110的基极与控制器30相连。
其中，偏置电阻支路121包括至少一个偏置电阻，若偏置电阻的个数大于1，则各偏置电阻串并联连接；若偏置电阻的个数等于1，则偏置电阻的两端分别作为偏置电阻支路121的两端。
上述仅为偏置电路120的一种具体连接方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
本实施例还提供电流输出电路的另一种实施方式，其具体结构可参见图7（图7仅在图4的基础上进行展示），此实施方式在上述实施方式的基础上，还包括：第一限流电阻支路140，第一电感支路150，以及，第三开关管160；各器件之间的连接关系具体如下所述：
第三开关管160、第一限流电阻支路140、恒流模块130串联在供电电源50与地GND之间；其中，第三开关管160为与第一开关管110类型相同的开关管。
可选的，第三开关管160可以为三极管，比如，NPN三极管，也可以为MOS管，比如，N型MOS管，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
其中，第一限流电阻支路140包括至少一个限流电阻，若限流电阻的个数大于1，则每个限流电阻串并联连接；若限流电阻的个数等于1，则限流电阻的两端作为第一限流电阻支路140的两端。
在一具体示例中，如图7所示，第三开关管160为NPN三极管；第三开关管160的发射极与第一开关管110的发射极相连；第三开关管160的集电极通过第一限流电阻支路140与供电电源50相连。
上述仅为第三开关管160、第一限流电阻支路140、恒流模块130三者之间的一种串联方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
第三开关管160的控制端与控制器30相连；第三开关管160用于在控制器30的控制下，与第一开关管110交替导通，第三开关管160的控制信号的波形与第一开关管110的控制信号的波形互补。
以驱动电路20按照预设周期输出电流信号为例，当第三开关管160为NPN三极管时，若电流输出电路为第一电流输出电路21，则第三开关管160的控制信号的波形如图5中的U1_out2所示，其中，I阈3为此时使第三开关管160导通的电流阈值；若电流输出电路为第二电流输出电路22，则第三开关管160的控制信号的波形如图7中的U2_out2所示，其中，I阈4为此时使第三开关管160导通的电流阈值。
第一电感支路150的一端与供电电源50相连，第一电感支路150的另一端分别连接于：第三开关管160、第一限流电阻支路140、恒流模块130所形成的串联支路的一端，以及，第一开关管110、恒流模块130、激光模块10所形成的串联支路的一端。
其中，第一电感支路150包括至少一个电感，若电感的个数大于1，则每个电感串并联连接；若电感的个数等于1，则电感的两端作为第一电感支路150的两端。
在一具体示例中，如图7所示，第一电感支路150的一端与供电电源50相连，第一电感支路150的另一端与激光二极管Z的阳极相连，第一电感支路150的另一端还通过第一限流电阻支路140与第三开关管160的集电极相连。
上述示例仅为第一电感支路150的一种具体实施方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
在本实施方式中，由于第三开关管160与第一开关管110交替导通，所以第一电感支路150可以在第三开关管160导通时储能、在第一开关管110导通时放电，又由于电感具有续流电压反向的特性，所以在第一开关管110导通时，激光模块10的供电端的正极电压大于供电电源50的供电电压一倍，因此可以加速第一开关管110的导通，从而本实施方式可以采用供电电压更低的供电电源50。
本实施例还提供电流输出电路的另一种实施方式，其具体结构可参见图8（图8仅在图7的基础上进行展示），此实施方式在上述实施方式的基础上，还包括：选择电路170；此器件与其他器件之间的连接关系具体如下所述：
选择电路170设置有至少两个输入端；选择电路170的各输入端分别与控制器30的各输出端相连，分别接收控制器30输出的各输出值；选择电路170的输出端与恒流模块130的控制端相连。
选择电路170的控制端与控制器30相连，选择电路170用于在控制器30的控制下，选择控制器30输出的相应输出值作为上述设定值。
在一具体示例中，如图8所示，选择电路170包括动触点171和两个静触点172、173；各静触点172、173分别与控制器30的各输出端相连，分别接收控制器30输出的各输出值；动触点171作为选择电路170的输出端，与恒流模块130的控制端相连；动触点171用于在控制器30的控制下，将相应静触点172或173与动触点171连通。
需要说明的是，在实际应用中，通常情况下，每个静触点均通过电阻与控制器30的输出端相连，控制器30输出的用于控制动触点171的控制信号需要经过电阻，为了简化视图，未在图8中进行展示。
上述示例仅为选择电路170的一种具体实施方式，在实际应用中，包括但不限于此，比如具有相同功能的芯片等，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
本实施例还提供电流输出电路的又一种实施方式，其适用于偏置电路120为偏置电阻支路121的情况；此实施方式的具体结构可参见图9（图9仅在图8的基础上进行展示），此实施方式在上述实施方式的基础上，还包括：第二RC吸收电路180；此器件与其他器件之间的连接关系具体如下所述：
第二RC吸收电路180与偏置电阻支路121并联连接。
在一具体示例中，如图9所示，第二RC吸收电路180，包括：串联连接的第二吸收电阻支路181和第二吸收电容支路182。
其中，第二吸收电阻支路181包括至少一个吸收电阻，若吸收电阻的个数大于1，则每个吸收电阻串并联连接；若吸收电阻的个数等于1，则吸收电阻的两端作为第二吸收电阻支路181的两端。
第二吸收电容支路182包括至少一个吸收电容，若吸收电容的个数大于1，则每个吸收电容串并联连接；若吸收电容的个数等于1，则吸收电容的两端作为第二吸收电容支路182的两端。
上述示例仅为第二RC吸收电路180的一种具体实施方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
本实施例还提供电流输出电路的又一种实施方式，其具体结构可参见图10（图10仅在图9的基础上进行展示）或图11（图11仅在图9的基础上进行展示），此实施方式在上述实施方式的基础上，还包括：第一RC吸收电路190，和/或，至少一个电感支路；此器件与其他器件之间的连接关系具体如下所述：
第一RC吸收电路190与激光模块10并联连接。
在一具体示例中，如图10或图11所示，第一RC吸收电路190，包括：串联连接的第一吸收电阻支路191和第一吸收电容支路192。
其中，第一吸收电阻支路191包括至少一个吸收电阻，若吸收电阻的个数大于1，则每个吸收电阻串并联连接；若吸收电阻的个数等于1，则吸收电阻的两端作为第一吸收电阻支路191的两端。
第一吸收电容支路192包括至少一个吸收电容，若吸收电容的个数大于1，则每个吸收电容串并联连接；若吸收电容的个数等于1，则吸收电容的两端作为第一吸收电容支路192的两端。
上述示例仅为第一RC吸收电路190的一种具体实施方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
每个电感支路串联在激光模块10与地GND之间。
其中，电感支路包括至少一个电感，若电感的个数大于1，则每个电感串并联连接；若电感的个数等于1，则电感的两端作为电感支路的两端。
在一具体示例中，如图10所示，第二电感支路210串联在第一开关管110的发射极与恒流模块130之间。
在另一具体示例中，如图11所示，第三电感支路220串联在第一开关管110与恒流模块130之间，第四电感支路230串联在第一开关管110与激光二极管Z之间。
上述示例仅为电感支路的两种设置方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
本实施例还提供电流输出电路的又一种实施方式，其适用于电流输出电路包括第三开关管160的情况；此实施方式的具体结构可参见图12（图12仅在图11的基础上进行展示），此实施方式在上述实施方式的基础上，还包括：至少一个电感支路；此器件与其他器件之间的连接关系具体如下所述：
每个电感支路串联在第三开关管160所在电路中。
其中，电感支路包括至少一个电感，若电感的个数大于1，则每个电感串并联连接；若电感的个数等于1，则电感的两端作为电感支路的两端。
在一具体示例中，如图12所示，第五电感支路240串联在第一电感支路150与第一限流电阻支路140之间。
上述示例仅为电感支路的一种设置方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
本实施例还提供电流输出电路的再一种实施方式，其具体结构可参见图13（图13仅在图12的基础上进行展示），其在上述实施方式的基础上，还包括：第二限流电阻支路250；其中：
第二限流电阻支路250串联在第一开关管110、激光模块10、恒流模块130三者形成的串联支路中。
其中，第二限流电阻支路250包括至少一个限流电阻，若限流电阻的个数大于1，则每个限流电阻串并联连接；若限流电阻的个数等于1，则限流电阻的两端作为第二限流电阻支路250的两端。
在一具体示例中，如图13所示，第二限流电阻支路250串联在激光二极管与第四电感支路230之间。
上述示例仅为第二限流电阻支路250的一种设置方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
上述仅为电流输出电路的多种实施方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
需要说明的是，第一电流输出电路21可以采用上述提供的电流输出电路的任一种实施方式，第二电流输出电路22可以采用上述提供的电流输出电路的任一种实施方式。
本申请另一实施例提供恒流模块130的一种实施方式，其具体结构可参见图14（图14仅在图10的基础上进行展示）或图15（图15仅在图13的基础上进行展示），具体包括：电流调节模块131、采样模块132和运算放大模块133；各器件之间的连接关系具体如下所述：
电流调节模块131串联在第一开关管110所在电路上。
在一具体示例中，如图14或图15所示，电流调节模块131串联在第二电感支路210与地GND之间。
上述仅为电流调节模块131的一种实施方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
采样模块132的输出端与运算放大模块133的反向输入端相连，采样模块132用于采样电流调节模块131所在电路上的实际电流值。
在一具体示例中，如图14或图15所示，采样模块132包括采样电阻支路1321，采样电阻支路1321串联在电流调节模块131与地GND之间；采样电阻支路1321与电流调节模块131的连接点作为采样模块132的输出端，与运算放大模块133的反相输入端相连。
其中，采样电阻支路1321包括至少一个限流电阻，若采样电阻的个数大于1，则每个采样电阻串并联连接；若采样电阻的个数等于1，则采样电阻的两端作为采样电阻支路1321的两端。
上述示例仅为采样模块132的一种实施方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
运算放大模块133的同相输入端与控制器30相连，运算放大模块133的输出端与电流调节模块131的控制端相连，运算放大模块133用于根据上述实际电流值和上述设定值，对电流调节模块131进行调节。
在一具体示例中，如图14或图15所示，运算放大模块133，包括：运算放大器1331、外围电容支路1332以及三个外围电阻支路1333、1334、1335；运算放大器1331的同相输入端与第一外围电阻支路1333的一端相连，连接点作为运算放大模块133的同相输入端；第一外围电阻支路1333的另一端接地GND；运算放大器1331的反向输入端依次通过第二外围电阻支路1334、采样电阻支路1321接地GND；运算放大器1331的输出端通过第三外围电阻支路1335与运算放大模块133的输出端相连；运算放大器1331的输出端还依次通过外围电容支路1332、第二外围电阻支路1334、采样电阻支路1321接地GND。
其中，外围电容支路1332包括至少一个外围电容，若外围电容的个数大于1，则每个外围电容串并联连接；若外围电容的个数等于1，则外围电容的两端作为外围电容支路1332的两端。
外围电阻支路包括至少一个外围电阻，若外围电阻的个数大于1，则每个外围电阻串并联连接；若外围电阻的个数等于1，则外围电阻的两端作为外围电阻支路的两端。
需要说明的是，运算放大器1331的拓扑结构已经是现有技术中十分成熟，此处不再对其进行详细说明。
在一具体示例中，如图14或图15所示，电流调节模块131为与第一开关管110类型相同的第二开关管1311。
第二开关管1311为NPN三极管时，若驱动电路20按照预设周期输出电流信号，则运算放大模块133的输出端输出的信号如图5或图6中的U3_out。
需要说明的是，当第二开关管1311起到电流调节的作用时，运算放大模块133的输出端输出的信号会相应变化，不会一致处于高电平，但是，利用开关管起到电流调节的作用已经是十分成熟的技术，此处不再对其进行详细说明，仅以高电平代替运算放大模块133的输出端输出的信号的上述变化。
另外，还需要说明的是，通常情况下，运算放大模块133的输出端输出的信号的周期要略大于预设周期，以更好的实现两个电流输出电路的恒流效果。
上述示例仅展示了电流调节模块131的一种具体实施方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
上述仅为恒流模块130的一种具体实施方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
本申请另一实施例提供控制器的一种实施方式，其适用于电流输出电路包括第一开关管和第三开关管的情况；此实施方式的具体结构可参见图16（图16仅在图14的基础上进行展示）或图17（图17仅在图15的基础上进行展示）所示，具体包括：控制模块31和信号变换模块32；各器件之间的连接关系具体如下所述：
信号变换模块32的两个输入端分别与控制模块31的两个输出端相连，信号变换模块32的第一输出端与第一开关管的控制端相连，信号变换模块32的第二输出端与第三开关管的控制端相连。
需要说明的是，在实际应用中，通常情况下，信号变换模块32的每个输入端均通过电阻与控制模块31的相应输出端相连，信号变换模块32的每个输出端均通过电阻与相应开关管的控制端相连，为了简化视图，未在图16或图17中进行展示。
信号变换模块32用于在控制模块31的两个输出端同时输出高电平时，使第一开关管导通、第三开关管关断，在自控制模块31的两个输出端未同时输出高电平时，使第一开关管关断、第三开关管导通。
需要说明的是，信号变换模块32的结构在现有技术中已经十分成熟，此处不再对其进行详细说明。
在一具体示例中，当电流输出电路为第一电流输出电路时，控制模块31的两个输出端的输出信号分别如图5中的T_out1、T_out2所示。
在另一具体示例中，当电流输出电路为第二电流输出电路时，控制模块31的两个输出端的输出信号分别如图6的T_out3、T_out4所示。
上述仅为控制模块31的两个输出端的输出信号两种实施方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
上述仅为控制器的一种具体实施方式，在实际应用中，包括但不限于此，此处不做具体限定，可视具体情况而定，均在本申请的保护范围内。
根据上述实施例所述，在实际应用中，驱动电路的一种具体示例如图18所示，在此示例中，驱动电路的工作原理如下所述：
脉冲时序1：控制器的两路输出电压通过电阻R15、电阻R16输入到选择电路170，提供阈值电流和设置电流；控制器通过电阻R28控制选择电路170，使选择电路170的输出在阈值电流和设置电流之间切换；经电阻R18分压后，选择电路170的输出输入给运算放大器01的同相输入端；运算放大器01的输出端经电阻R17控制三极管Q5。
当三极管Q1导通、三极管Q2关断时，电感L1储能，电流经电感L1、电阻R1、三极管Q1、电感L4、三极管Q5、电阻R24到地GND，电流在电阻R24上产生反馈电压，经电阻R21给运算放大器01的反相输入端，构成恒流源电路的闭环控制；其中，电感L4抑制脉冲电流震荡；电容C4抑制运算放大器01的震荡和电压过冲；电阻R14提供三极管Q1和三极管Q2的导通、关断的偏置电压或偏置电流；电容C2和电阻R13构成RC吸收网络，可有效抑制三极管Q1和三极管Q2导通、关断瞬间产生的震荡。
脉冲时序2：控制器的另一路输出电压经电阻R22和电阻R25分压后，输入给运算放大器02的同相输入端，运算放大器02的输出端经电阻R23控制三极管Q6。
当三极管Q3导通、三极管Q4关断时，脉冲电流经电感L2、电阻R5、三极管Q3、电感L5、三极管Q6、电阻R27到地GND，电流在电阻R27上产生反馈电压，经电阻R26输入给运算放大器02的反相输入端，构成恒流源电路的闭环控制；其中电感L2和电感L5抑制脉冲电流震荡，电容C5抑制运算放大器02的震荡和电压过冲；电阻R19提供三极管Q3和三极管Q4的导通、关断时的偏置电压或偏置电流；电容C3和电阻R20构成RC吸收网络，可有效抑制三极管Q3和三极管Q4导通、关断瞬间产生的震荡。
T_out3和T_out4端口是控制器输出的两个控制信号，T_out3和T_out4分别经电阻R10和电阻R12输入给第二信号变换模块04的两个输入端，第二信号变换模块04的一个输出端经电阻R9控制三极管Q3，第二信号变换模块04的另一输出端经电阻R11控制三极管Q4。
当T_out3和T_out4均为高电平时，第二信号变换模块04输出的信号U2_out1、U2_out2分别为高电平、低电平，从而三极管Q4导通、三极管Q3关断；当T_out3和T_out4未均为高电平时，第二信号变换模块04输出的信号U2_out1、U2_out2分别为低电平、高电平，从而三极管Q4关断、三极管Q3导通。
当三极管Q3关断、三极管Q4导通时，脉冲电流I脉冲3经激光二极管Z、电感L3、电阻R8、三极管Q4、电感L5、三极管Q6、电阻R27到地GND,电流在电阻R27上产生反馈电压，经电阻R26给运算放大器02的反相输入端，构成恒流源电路的闭环控制；其中，电感L3和电感L5抑制脉冲电流震荡。
脉冲时序3：T_out1和T_out2是控制器输出的两个控制信号，T_out1和T_out2分别经电阻R3和电阻R6输入给第一信号变换模块03的两个输入端，第一信号变换模块03的一个输出端经电阻R4控制三极管Q1，第一信号变换模块03的另一输出端经电阻R7控制三极管Q2。
当T_out1和T_out2均为高电平时，第一信号变换模块03输出的信号U1_out1、U1_out2分别为高电平、低电平，从而三极管Q2导通、三极管Q1关断；当T_out1和T_out2未均为高电平时，第一信号变换模块03输出的信号U1_out1、U1_out2分别为低电平、高电平，从而三极管Q2关断、三极管Q1导通。
当三极管Q1关断、三极管Q2导通时，电感L1放电，由于电感续流电压反向的特性，在激光二极管的阳极瞬间产生高于供电电源的电压来加速三极管Q2的导通，脉冲电流I脉冲2经电感L1、激光二极管Z、三极管Q2、电感L4、三极管Q5、电阻R24到地GND，电流在电阻R24上产生反馈电压，经电阻R21给运放放大器01的反相输入端，构成恒流源电路的闭环控制；其中，电感L4抑制脉冲电流震荡；电容C1和电阻R1构成RC吸收网络，可有效抑制高速脉冲调制产生的震荡。
在未采用本申请提供的主振荡器时，仿真试验的结果如图19所示；在采用本申请提供的主振荡器后，仿真试验结果如图20所示；两者相比较而言，本申请提供的主振荡器确实可以抑制放大激光信号的前沿过冲、后沿拖尾，从而可以改善放大激光信号的能量波形在时域分布不均匀的情况。
本申请另一实施例提供一种主控振荡器的功率放大器，其具体结构如图1所示，具体包括：放大器40和如上述实施例提供的主振荡器100。
需要说明的是，放大器40与主振荡器100之间的连接已经在上述实施例进行详细说明，此处不再赘述。
对所公开的实施例的上述说明，本说明书中各实施例中记载的特征可以相互替换或者组合，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种主振荡器，其特征在于，包括：激光模块、驱动电路和控制器；其中：
所述驱动电路的输出端与所述激光模块的供电端相连，所述驱动电路用于在所述控制器的控制下向所述激光模块按照预设周期或连续输出电流信号；
所述电流信号包括第一电流脉冲信号及其每个电流脉冲之前的电流值小于第一预设值的恒流信号；
所述激光模块的输出端与放大器的输入端相连，所述激光模块用于发射波形与所述电流信号的波形保持一致的种子激光信号。
2.根据权利要求1所述的主振荡器，其特征在于，所述驱动电路，包括：两个电流输出电路；其中：
两个电流输出电路的输出端均与所述激光模块的供电端相连；
第一电流输出电路用于在所述控制器的控制下，输出与所述第一电流脉冲信号周期、占空比均相同的第二电流脉冲信号；
第二电流输出电路用于在所述控制器的控制下，输出与所述第一电流脉冲信号周期相同、占空比小于所述第二电流脉冲信号以及电流脉冲的电流值小于所述第一预设值的第三电流脉冲信号。
3.根据权利要求2所述的主振荡器，其特征在于，电流输出电路，包括：第一开关管、偏置电路和恒流模块；其中：
所述第一开关管、所述恒流模块、所述激光模块串联在供电电源与地之间；
所述第一开关管用于在所述控制器的控制下间隔导通；所述第一开关管的控制信号的波形与电流输出电路所输出的电流脉冲信号相同；
所述恒流模块用于在所述控制器的控制下使流过自身的电流恒定在设定值；
所述偏置电路用于向所述第一开关管提供的工作所需的偏置电压或偏置电流。
4.根据权利要求3所述的主振荡器，其特征在于，所述恒流模块，包括：电流调节模块、采样模块和运算放大模块；其中：
所述电流调节模块串联在所述第一开关管所在电路上；
所述采样模块的输出端与所述运算放大模块的反向输入端相连，所述采样模块用于采样所述电流调节模块所在电路上的实际电流值；
所述运算放大模块的同相输入端与所述控制器相连，所述运算放大模块的输出端与所述电流调节模块的控制端相连，所述运算放大模块用于根据所述实际电流值和所述设定值，对所述电流调节模块进行调节。
5.根据权利要求4所述的主振荡器，其特征在于，所述电流调节模块，包括：与所述第一开关管类型相同的第二开关管。
6.根据权利要求3所述的主振荡器，其特征在于，所述第一开关管为NPN三极管；
在所述第一开关管的集电极与所述供电电源之间，至少串联有所述激光模块；
所述偏置电路，包括：偏置电阻支路，所述偏置电阻支路的一端与所述第一开关管的发射极相连，所述偏置电阻支路的另一端接地。
7.根据权利要求3所述的主振荡器，其特征在于，电流输出电路，还包括：第一限流电阻支路，第一电感支路，以及，与所述第一开关管类型相同的第三开关管；其中：
所述第三开关管、所述第一限流电阻支路、所述恒流模块串联在所述供电电源与地之间；
所述第三开关管用于在所述控制器的控制下，与所述第一开关管交替导通；
所述第一电感支路的一端与所述供电电源相连，所述第一电感支路的另一端分别连接于：所述第三开关管、所述第一限流电阻支路、所述恒流模块所形成的串联支路的一端，以及，所述第一开关管、所述恒流模块、所述激光模块所形成的串联支路的一端。
8.根据权利要求3所述的主振荡器，其特征在于，电流输出电路，还包括：选择电路；其中：
所述选择电路设置有至少两个输入端，所述选择电路的各输入端分别接收所述控制器输出的各输出值；
所述选择电路用于在所述控制器的控制下，选择相应所述输出值作为所述设定值。
9.根据权利要求3所述的主振荡器，其特征在于，电流输出电路，还包括：第一RC吸收电路，和/或，至少一个电感支路；其中：
所述第一RC吸收电路与所述激光模块并联连接；
每个电感支路串联在所述激光模块与地之间。
10.一种主控振荡器的功率放大器，其特征在于，包括：放大器和如权利要求1至9任一项所述的主振荡器。
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