CN203260889U - 脉冲恒流驱动器 - Google Patents

Abstract

本实用新型适用于激光技术领域，提供了一种脉冲恒流驱动器，包括：将接收到的电平信号进行隔离滤波处理，并将处理后的信号进行放大后输入到恒流驱动模块中的信号处理模块；根据接收到的所述信号处理模块输入的放大后的所述电平信号驱动泵源的恒流驱动模块；根据预设的所述泵源的工作参数监控所述泵源的工作情况，并控制所述泵源的工作参数在预设的所述工作参数范围内的控制模块。借此，本实用新型实现了激光设备稳定的脉冲恒流驱动。

Description

脉冲恒流驱动器

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，尤其涉及一种脉冲恒流驱动器。

背景技术

激光器是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大或振荡发射激光(laser)的器件。用光、电及其他办法对物质进行激励，使得其中一部分粒子激发到能量较高的状态，当这种状态的粒子数大于能量较低状态的粒子数时，由于受激辐射，物质就能对某一波长的光辐射产生放大作用，也就是这种波长的光辐射通过物质时，会发射强度放大并与入射光波位、频率和方向一致的光辐射，这种称为激光放大器。若把激发的物质放置于共振腔内，光辐射在共振腔内沿轴线方向往复反射传播，多次通过物质，光辐射被放大许多倍，形成一束强度大、方向集中的光束“激光”，这就是激光振荡器。而“激光二极管泵浦的固体激光器”具有效率高、结构紧凑、光束质量好、性能稳定、寿命长等优点，日益引起人们的广泛重视。尤其是单频运转，在光谱学、相干通讯、激光雷达、引力波深测、光学数据存储等领域有广泛的应用。

随着激光行业的迅猛发展，激光加工、光纤传感等各种领域都使用到激光器的高速脉冲恒流驱动。但是现有的激光的脉冲恒流驱动通常电流及脉宽可调范围小，稳定性能低。而且难以实现智能化控制，给激光行业的发展带来了阻碍。

综上可知，现有的脉冲恒流驱动技术在实际使用上，显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

实用新型内容

针对上述的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种脉冲恒流驱动器，以实现对激光设备稳定的脉冲恒流驱动。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种脉冲恒流驱动器，包括：

将接收到的电平信号进行隔离滤波处理，并将处理后的信号进行放大后输入到恒流驱动模块中的信号处理模块；

根据接收到的所述信号处理模块输入的放大后的所述电平信号驱动泵源的恒流驱动模块；

根据预设的所述泵源的工作参数监控所述泵源的工作情况，并控制所述泵源的工作参数在预设的所述工作参数范围内的控制模块。

根据所述的脉冲恒流驱动器，所述脉冲恒流驱动器还包括：

根据接收到的所述恒流驱动模块发送的驱动信号，发出对应功率以及波长的泵源；

所述泵源分别连接于所述恒流驱动模块及控制模块。

根据所述的脉冲恒流驱动器，所述控制模块包括：

根据预设的所述泵源的温度参数范围控制所述泵源的输出功率的温度控制子模块；

根据预设的所述泵源的发光功率参数范围控制所述泵源的打开及关闭的光源控制子模块。

根据所述的脉冲恒流驱动器，所述控制模块还包括：

在所述温度控制子模块和/或所述光源控制子模块检测到所述泵源的温度和/或发光功率异常时，发出告警提示的告警子模块，所述告警子模块连接于所述温度控制子模块和所述光源控制子模块。

根据所述的脉冲恒流驱动器，所述信号处理模块包括：

将接收到的电平信号进行隔离滤波处理的隔离滤波处理子模块；

将所述隔离滤波处理子模块处理后的信号进行放大后输入到恒流驱动模块中的信号放大子模块。

根据所述的脉冲恒流驱动器，所述恒流驱动模块对所述信号处理模块输入的放大后的所述电平信号的可调精度为10NS；在直流模式下所述恒流驱动模块对所述信号处理模块输入的所述电平信号的可调信号范围宽度为20NS，脉冲电流范围为0～5A。

根据所述的脉冲恒流驱动器，所述泵源为半导体激光器。

根据所述的脉冲恒流驱动器，所述脉冲恒流驱动器的工作模式包括脉冲电流工作模式和连续电流工作模式。

本实用新型通过将脉冲恒流驱动器设置为包括信号处理模块、恒流驱动模块以及控制模块，所述信号处理模块将接收到的电平信号进行隔离滤波处理，并将处理后的信号进行放大后输入到恒流驱动模块中；恒流驱动模块根据接收到的所述信号处理模块输入的放大后的所述电平信号驱动泵源；控制模块则根据预设的工作参数监控所述泵源的工作情况，使所述泵源的工作维持正常。因此，所述脉冲恒流驱动器结构简单，反应速度快，驱动电流大；可工作在脉冲和连续两种模式下，电流可调范围宽，可以通过脉冲恒流驱动器实现激光设备的智能化控制。

附图说明

图1是本实用新型第一实施例提供的脉冲恒流驱动器的结构示意图；

图2是本实用新型第二、三、四、五实施例提供的脉冲恒流驱动器的结构示意图；

图3是本实用新型一个优选实施例提供的脉冲恒流驱动器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1，在本实用新型的第一实施例中提供了脉冲恒流驱动器100，包括：

将接收到的电平信号进行隔离滤波处理，并将处理后的信号进行放大后输入到恒流驱动模块20中的信号处理模块10；

根据接收到的所述信号处理模块10输入的放大后的所述电平信号驱动泵源40的恒流驱动模块20；

根据预设的所述泵源40的工作参数监控所述泵源40的工作情况，并控制所述泵源40的工作参数在预设的所述工作参数范围内的控制模块30。

在该实施例中，首先信号处理模块10将收到TTL(Transistor-TransistorLogic，逻辑门电路)电平信号，然后该信号处理模块10将对TTL电平信号进行隔离滤波处理；因此信号处理模块10包括一滤波器(filter)，消除电平信号中干扰杂讯。将输入的电平信号经过过滤而得到纯净的直流电。此外，还可以对特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除。同时信号处理模块10还将隔离滤波处理后的信号进行放大，因此信号处理模块10包括一信号放大器，将过滤后的电平信号进行放大，然后输入到恒流驱动模块20。该恒流驱动模块20接收到所述电平信号后，将驱动泵源40工作。控制模块30则根据预设的所述泵源40的工作参数监控所述泵源40的工作情况，包括泵源40的工作温度、发光功率等，以控制泵源40稳定的工作，同时又符合所述泵源40的实际工作需求。由此可见，脉冲恒流驱动器100结构简单，可以实现智能化控制；相应响应速度快，可以实现电流大驱动。

参见图2，在本实用新型的第二施例中，脉冲恒流驱动器100还包括：

根据接收到的恒流驱动模块20发送的驱动信号，发出对应功率以及波长的泵源40；

泵源40分别连接于恒流驱动模块20及控制模块30。

在该实施例中，所述泵源40根据接收到的恒流驱动模块20发送的驱动信号执行相应的激光发射工作，包括根据所述驱动信号发射对应的激光的亮度及对应的工作温度。优选的，所述泵源40为半导体激光器。半导体激光器是用半导体材料作为工作物质的激光器，由于物质结构上的差异，不同种类产生激光的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵浦三种形式。半导体激光器件，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激光器和单异质结激光器室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现连续工作。

参见图2，在本实用新型的第三施例中，控制模块30包括：

根据预设的泵源40的温度参数范围控制泵源40的输出功率的温度控制子模块31；

根据预设的泵源40的发光功率参数范围控制泵源40的打开及关闭的光源控制子模块32。

在该实施例中，温度控制子模块31根据预设的泵源40的工作温度参数范围控制泵源40的输出功率，以保证泵源40在合适的工作温度范围内工作。此外，光源控制子模块32将根据预设的泵源40的发光功率参数范围，控制泵源40的工作，如泵源40打开或者是关闭，还可以是对光源亮度进行调整。

参见图2，在本实用新型的第四施例中，控制模块30还包括：

在温度控制子模块31和/或光源控制子模块32检测到泵源40的温度和/或发光功率异常时，发出告警提示的告警子模块33，告警子模块33连接于温度控制子模块31和光源控制子模块32。

在该实施例中，告警子模块33在温度控制子模块31和/或光源控制子模块32检测到泵源40的温度和/或发光功率异常时将发出告警提示。该告警提示包括声音提示或者是灯光闪烁提示，提示用户泵源40工作异常，由此保证了泵源40稳定的进行工作。

参见图2，在本实用新型的第五施例中，信号处理模块10包括：

将接收到的电平信号进行隔离滤波处理的隔离滤波处理子模块11；

将所述隔离滤波处理子模块处理后的信号进行放大后输入到恒流驱动模块20中的信号放大子模块12。

在该实施例中，隔离滤波处理子模块11实现对接收到的电平信号进行隔离滤波处理。所述隔离滤波处理子模块11可以为第一实施例中所述的滤波器。信号放大子模块12将所述隔离滤波处理子模块处理后的信号进行放大后输入到恒流驱动模块20中。信号放大子模块12可以为第一实施例中所述的信号放大器。优选的，恒流驱动模块20对信号处理模块10输入的放大后的所述电平信号的可调精度为10NS；在直流模式下恒流驱动模块20对信号处理模块10输入的所述电平信号的可调信号范围宽度为20NS，脉冲电流范围为0～5A。因此，其工作范围宽广，并且脉冲恒流驱动器100的工作模式包括脉冲电流工作模式和连续电流工作模式，适应不同的工作场景需求。

参见图3，在本实用新型的一个优选实施例中，提供了脉冲恒流驱动器100，该脉冲恒流驱动器100内部由5个模块组成，描述如下：

信号处理模块301，此模块可以将输入的TTL信号做隔离滤波处理后放大输入到恒流驱动中；可以调节信号幅度级宽度，同时改变驱动中的脉冲电流。

恒流驱动模块302，是驱动泵源305的，可以工作在脉冲与连续两种模式下；脉宽可调精度为10NS，在直流模式可调范围宽为20NS；脉冲电流范围0-5A；

温度自动控制模块303，泵源305工作时发热，波长和功率都受很大影响，发热大时直接导致泵源305损坏。此模块的功能就是自动控制泵源305工作在设定的温度点，确保泵源305输出功率稳定，提高泵源305使用寿命。

光功率监控模块304，此模块时时检测泵源305出光是否正常，即检测泵源305输出的光源的功率，一旦发现有异常，给出报警信号，关闭激光器。温度自动控制模块303和光功率监控模块304均连接电源输入端。

泵源305，主要是指本驱动的负载，有各种功率，波长不同的半导体激光器

本实用新型多个实施例提供的脉冲恒流驱动器100可以在激光加工，光纤传感领域广泛应用；如安装在激光加工、光纤传感等各种领域的激光加工装置中，其结构简单，稳定性高；反应速度快，可调范围宽；能耗小。脉冲恒流驱动器100能在拥有高性能的同时降低了功耗，提高了驱动电流，扩宽了可调范围；并且便于安装及调试。该脉冲恒流驱动器100属于高速脉冲恒流驱动器。

综上所述，本实用新型通过将脉冲恒流驱动器设置为包括信号处理模块、恒流驱动模块以及控制模块，所述信号处理模块将接收到的电平信号进行隔离滤波处理，并将处理后的信号进行放大后输入到恒流驱动模块中；恒流驱动模块根据接收到的所述信号处理模块输入的放大后的所述电平信号驱动泵源；控制模块则根据预设的工作参数监控所述泵源的工作情况，使所述泵源的工作维持正常。因此，所述脉冲恒流驱动器结构简单，反应速度快，驱动电流大；可工作在脉冲和连续两种模式下，电流可调范围宽，可以通过脉冲恒流驱动器实现激光设备的智能化控制。

当然，本实用新型还可有其它多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种脉冲恒流驱动器，其特征在于，包括：

将接收到的电平信号进行隔离滤波处理，并将处理后的信号进行放大后输入到恒流驱动模块中的信号处理模块；

根据接收到的所述信号处理模块输入的放大后的所述电平信号驱动泵源的恒流驱动模块；

根据预设的所述泵源的工作参数监控所述泵源的工作情况，并控制所述泵源的工作参数在预设的所述工作参数范围内的控制模块。

2.根据权利要求1所述的脉冲恒流驱动器，其特征在于，所述脉冲恒流驱动器还包括：

根据接收到的所述恒流驱动模块发送的驱动信号，发出对应功率以及波长的泵源；

所述泵源分别连接于所述恒流驱动模块及控制模块。

3.根据权利要求1所述的脉冲恒流驱动器，其特征在于，所述控制模块包括：

根据预设的所述泵源的温度参数范围控制所述泵源的输出功率的温度控制子模块；

根据预设的所述泵源的发光功率参数范围控制所述泵源的打开及关闭的光源控制子模块。

4.根据权利要求3所述的脉冲恒流驱动器，其特征在于，所述控制模块还包括：

在所述温度控制子模块和/或所述光源控制子模块检测到所述泵源的温度和/或发光功率异常时，发出告警提示的告警子模块，所述告警子模块连接于所述温度控制子模块和所述光源控制子模块。

5.根据权利要求1所述的脉冲恒流驱动器，其特征在于，所述信号处理模块包括：

将接收到的电平信号进行隔离滤波处理的隔离滤波处理子模块；

将所述隔离滤波处理子模块处理后的信号进行放大后输入到恒流驱动模块中的信号放大子模块。

6.根据权利要求5所述的脉冲恒流驱动器，其特征在于，所述恒流驱动模块对所述信号处理模块输入的放大后的所述电平信号的可调精度为10NS；在直流模式下所述恒流驱动模块对所述信号处理模块输入的所述电平信号的可调信号范围宽度为20NS，脉冲电流范围为0～5A。

7.根据权利要求2所述的脉冲恒流驱动器，其特征在于，所述泵源为半导体激光器。

8.根据权利要求1所述的脉冲恒流驱动器，其特征在于，所述脉冲恒流驱动器的工作模式包括脉冲电流工作模式和连续电流工作模式。

Images