CN209590421U - 一种多色激光器合束模块 - Google Patents

Abstract

一种多色激光器合束模块，包括激光二极管、准直透镜、空间隔离器、光束整形模块、分光镜、滤光片、探测器和控制电路。激光二极管发射的光束经准直透镜准直后，依次通过空间隔离器、光束整形模块至分光镜处；分光镜对对应波长的激光束为部分透过部分反射，并经分光镜反射的激光光束合为一束光从模块输出；而入射至分光镜的激光束部分入射到探测器上并将光信号转化为电信号。通过设置的控制电路，实现对激光二极管的工作电流和输出功率的实时自动反馈调整，保持激光器工作状态的稳定，消除光路中因模块受环境影响而影响激光器稳定性。同时，模块内部设置有空间隔离器，可以避免发射光对激光器工作状态的影响，达到流式细胞分析仪的光路的稳定性。

Description

一种多色激光器合束模块

技术领域

本实用新型涉及一种激光器模块，尤其是一种多色激光器合束模块。

背景技术

半导体激光器由于其不仅具有光电转换效率高，覆盖波长范围广、使用寿命长、能高速调制等优良的光学和电学性能，同时还有体积小、重量轻、价格便宜等特点，现在广泛地应用于各种生物医疗监测领域，尤其流式细胞分析领域。

在流式细胞分析仪激光激发光路中，不同波长的激光光束从激光器发射后，经过一系列的光束整形后，多色激光束分别通过分光镜反射后合为一束激光器，最后透过聚焦透镜，形成一个约20×80μm聚焦光斑，并入射到流动室内的细胞上。因此，入射到细胞的激光光束的光束稳定性对流式细胞分析仪的测试性能及结果会产生重大的影响。光束稳定性的影响因素来自激光器本身和光路中的光束整形模块。

通常而言，半导体激光器内部带有功率自动反馈控制电路(APC)，实现激光输出的稳定性。但是现有流式细胞分析仪的内部光路而言，光路常常是半封闭的，光路中的光束整形模块难免会受到设备内部的灰尘/气流的影响，进而影响入射到待测细胞上的激光光束的稳定性。总体来说，目前没有采取足够的光学或电学措施去消除流式细胞光路中的光束整形模块对入射到待测细胞上的激光光束影响的技术措施。同时，在流式细胞仪设备光路调整时时，很容易因光学器件调整操作，产生反射光，若反射光沿原光路返回至激光器内部，轻则影响激光器的工作稳定性，严重地，则会导致激光器发光芯片损坏。

实用新型内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本实用新型发明的目的：旨在解决技术中存在的问题，设计一种多色激光器合束模块，能够消除光束整形模块对激光光束的影响。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种多色激光器合束模块，包括：三个激光二极管，三个准直透镜，三个空间隔离器，三个光束整形模块，三个分光镜，三个滤光片，三个探测器，以及三个控制电路；其特征在于：

A)每个激光二极管发射不同波长的光束，所述每个激光二极管发射的激光光束，透过在其前方设置的与之对应的准直透镜、空间隔离器、光束整形模块、分光镜；

B)所述每个分光镜表面镀有不同的光学膜层，用以实现部分反射部分透过与之对应匹配的激光二极管发射的激光光束，而完全透过其它波长的光；所述激光二极管发射的部分激光光束最终经与之对应的分光镜反射后，最终合为对应的一束激光束输出；

C)所述激光二极管发射的激光光束部分通过对应的分光镜，入射至所述各自对应的滤光片和各自对应的探测器上；

D)所述各自对应的探测器与所述各自对应的激光二极管之间设置有独立的控制电路，所述每个控制电路包括反馈放大电路、驱动芯片和最大工作电流设定；所述反馈放大电路对探测器转换得到的电信号进行反馈放大，驱动芯片根据所测电信号对激光二极管的驱动电流进行实时调整，以保持其输出功率恒定。

优选地，所述分光镜对与之对应的激光二极管发射的激光光束的透过率为 0.1-50％。

优选地，所述空间隔离器放置方式由与之对应的激光二极管发射的激光光束的偏振方向和偏振角度决定；所述空间隔离器用以防止流式细胞分析仪整机光路调试时产生的反射光沿原光路返回至第一激光二极管内部，进而影响激光二极管的工作稳定性。

优选地，所述滤光片的两侧镜面均镀有光学膜层，用于实现完全透过与之对应的激光二极管发射的激光光束，而完全反射其他波长的光。

优选地，所述控制电路中的最大工作电流设定由所述激光二极管的规格书决定。

优选地，所述光束整形模块是一对以一定角度和方向排布的棱镜对、或者是一个凸面朝向分光镜方向的平凸状的柱透镜；所述光束整形模块只对激光光束的水平或垂直方向进行压缩或扩束整形，而对另外一个方向不整形。

优选地，所述准直透镜为具有正光焦度的非球面透镜或者胶合透镜。

优选地，所述探测器为硅光电池PD探测器或者APD探测器。

根据以上技术方案提出的这种多色激光器合束模块，激光二极管发射的激光光束部分入射至探测器，探测器将光信号转换为电信号，控制电路通过所测电信号，可以实现自动功率自动反馈式控制激光二极管的输出功率，降低了激光二极管与分光镜之间的光学器件诸如光束整形模块受外界(如设备内灰尘或气流)的影响，有效地提高了激光器的稳定性；同时，光路中设置有空间隔离器，可以防止流式细胞分析仪整机光路调试时产生的反射光沿原光路返回至激光二极管内部，进而影响激光二极管的工作稳定性。因此通过本实用新型，可以有效地提高从合束模块输出的激光光束的稳定性，进一步提高流式细胞分析仪的系统稳定性。

附图说明

图1是一种多色激光器模块的结构示意图；

图2a和2b为光学整形模块的结构示意图；

图3为第一、第二、第三控制电路原理示意图；

图4为第一、第二、第三控制电路驱动芯片电路图。

图中：

10-第一激光二极管；20-第二激光二极管；30-第三激光二极管；11- 第一准直透镜；21-第二准直透镜；31--第三准直透镜；12-第一空间隔离器； 22-第二空间隔离器；32-第三空间隔离器；13-第一光束整形模块；23-第二光束整形模块；33-第三光束整形模块；14-第一分光镜；24-第二分光镜；34- 第三分光镜；15-第一滤光片；25-第二滤光片；35-第三滤光片；16-第一探测器；26-第二探测器；36-第三探测器；17-第一控制电路；27-第二控制电路； 37-第三控制电路；4-棱镜对；5-柱透镜。

具体实施方式

以下结合具体实施实例，对本实用新型的具体结构及实施方式作进一步的描述，以使得本实用新型的技术方案易于理解和掌握。

如图1所述，这种多色激光器合束模块，包括第一激光二极管10，第二激光二极管20，第三激光二极管30，所述第一激光二极管10、第二激光二极管 20、第三激光二极管30并列排布且发射三种不同波长的激光光束。

所述第一激光二极管10前端设置与之对应匹配的第一准直透镜11，第一空间隔离器12，第一光束整形模块13，第一分光镜14，第一滤光片15和第一探测器16。且第一滤光片15紧贴第一探测器16放置。

所述第一探测器16与所述第一激光二极管10之间设置有第一控制电路17。所述第一控制电路17包括反馈放大电路、驱动芯片和最大工作电流设定；所述反馈放大电路对探测器转换得到的电信号进行反馈放大，驱动芯片根据所测电信号对第一激光二极管10的驱动电流进行实时调整。所述第一控制电路17中的最大工作电流设定由所述第一激光二极管10的规格书决定。因此通过第一控制电电路17，可以实现自动反馈式的稳定控制与之对应的第一激光二极管10的工作电流和输出功率。

所述第二激光二极管20前端设置与之对应匹配的第二准直透镜21，第二空间隔离器22，第二光束整形模块23，第二分光镜24，第二滤光片25和第二探测器26。且第二滤光片25紧贴第二探测器26放置。

所述第二探测器26与所述第二激光二极管20之间设置有第二控制电路27，所述第二控制电路27包括反馈放大电路、驱动芯片和最大工作电流设定；所述反馈放大电路对探测器转换得到的电信号进行反馈放大，驱动芯片根据所测电信号对第二激光二极管20的驱动电流进行实时调整。所述第二控制电路27中的最大工作电流设定由所述第二激光二极管20的规格书决定。因此通过第二控制电路27，可以实现自动反馈式的稳定控制与之对应的第一激光二极管10的工作电流和输出功率。

所述第三激光二极管30前端设置与之对应匹配的第三准直透镜31，第三空间隔离器32，第三光束整形模块33，第三分光镜34，第三滤光片35和第三探测器36。且第三滤光片35紧贴第三探测器36放置。

所述第三探测器36与所述第三激光二极管30之间设置有第三控制电路37，所述第三控制电路37包括反馈放大电路、驱动芯片和最大工作电流设定；所述反馈放大电路对探测器转换得到的电信号进行反馈放大，驱动芯片根据所测电信号对第三激光二极管30的驱动电流进行实时调整。所述第三控制电路37中的最大工作电流设定由所述第三激光二极管30的规格书决定。因此通过第三控制电电路37，可以实现自动反馈式的稳定控制与之对应的第三激光二极管30的工作电流和输出功率。

所述不同的激光二极管发射的激光束依次通过与之对应的准直透镜，激光二极管的快轴、慢轴方向得以准直，准直后快慢轴方向的光斑尺寸由准直透镜焦距 f与快轴、慢轴发散角决定；之后，通过与之对应的空间隔离器；再通过与之对应的光束整形整形模块，对光束进行整形处理；最后，激光束入射至与之对应的分光镜反射后，合为一束激光束。

作为本技术方案的优选方案：所述第一分光镜14的两侧镀有光学膜层，对第二激光二极管20和第三激光二极管30发射的激光光束完全透过，而对第一激光二极管10发射的激光光束则是部分反射部分透过，透过率约0.1-50％；

同样，所述第二分光镜24的两侧镀有光学膜层，对第一激光二极管10和第三激光二极管30发射的激光光束完全透过，而对第二激光二极20发射的激光光束则是部分反射部分透过，透过率T约0.1-50％；

同样，所述第三分光镜34的两侧镀有光学膜层，对第一激光二极管10和第二激光二极管20发射的激光光束完全透过，而对第三激光二极管30发射的激光光束则是部分反射部分透过，透过率约0.1-50％；

所述第一滤光镜15为带通滤光片，其两侧镀有光学膜层，对第一激光二极管10发射波长的激光光束完全透过，而对其他波长的光则是完全反射；

同样，所述第二滤光镜25为带通滤光片，其两侧镀有光学膜层，对第二激光二极管20发射波长的激光光束完全透过，而对其他波长的光则是完全反射；

同样，所述第三滤光镜35为带通滤光片，其两侧镀有光学膜层，对第三激光二极管30发射波长的激光光束完全透过，而对其他波长的光则是完全反射；

作为优选方案：所述光束整形模块包括第一光束整形模块12，第二光束整形模块22和第三整形模块33，所述光束整形模块是一对以一定角度和方向排布的棱镜对4、或者是一个凸面朝向分光镜的平凸状的柱透镜5；所述光束整形模块只对激光光束的水平或垂直方向进行压缩或扩束整形，而对另外一个方向不整形。

所述探测器16、26、36与所述激光二极管10、20、30之间设置有控制电路17、27、37，所述控制电路包括反馈放大电路、驱动芯片和最大工作电流设定；所述反馈放大电路对探测器转换得到的电信号进行反馈放大，驱动芯片根据所测电信号对激光二极管的驱动电流进行实时调整，以保持其输出功率恒定。

如图4所示的第一、第二、第三控制电路中的驱动芯片的电路图示意图，以此实现第一、第二、第三激光二极管的功率自动反馈，保持功率稳定的功能。所述的控制电路中的驱动芯片为ADN2830，其28和31脚为电流输出引脚，28 和31脚短接接电阻R7，电阻R7接第一、第二、第三激光二极管负极，第一、第二、第三激光二极管的正极接供电电压+Vdd，共同构成激光二极管的电流驱动电路。对第一、第二、第三激光二极管，各自对应的供电电压+Vdd略有不同，具体数值根据第一、第二、第三激光二极管的供电电压决定，避免激光二极管因过压驱动造成损伤或者损坏；

所述芯片的4脚为PSET检测脚，脚4接探测器(如采用硅光电池PD)正极，探测器负极接+5V偏置电压，探测器为光导模式，同时探测器PD正极接电阻R8和可调电位器R9，R9接地GND，共同构成反馈放大电路；

所述芯片2脚为ASET脚，接电阻R10和可调电位器R11，共同构成最大电流设定电路，所设定的最大工作电流不得超过第一、第二、第三激光二极管的最大驱动电流，以免因操作失误或者接线失误，造成激光二极管因过流驱动造成损伤或者损坏。

在该设计电路中，从第一、第二、第三分光镜透过的激光分别入射至第一、第二、第三探测器上，此时第一、第二、第三探测器处于光伏模式，第一、第二、第三探测器将入射激光转换为电流，并通过各自电路中的电阻R8和可调电位器 R9，将电流转换为电压，分别传输至芯片的脚4，芯片根据脚4的电压，调整脚28和31的输出电流，因此通过这些电路器件，形成闭环回路控制，达到自动控制激光二极管的输出功率稳定的目的。

若因外界环境或者温度等因数导致激光二极管输出功率降低(即工作电路降低)，入射至探测器上的光强降低，转换的电流变小，芯片脚4接受的电压信号也相应变小，芯片本身会根据脚4电压，增加脚28和31的输出驱动电流，保持驱动电流稳定，进而保持激光二极管的输出功率稳定。

若因外界环境或者温度等因数导致激光二极管输出功率增加(即工作电路增加)，入射至探测器上的光强增加，转换的电流变大，芯片脚4接受的电压信号也相应变大，芯片本身会根据脚4电压，减小脚28和31的输出驱动电流，保持驱动电流稳定，进而保持激光二极管的输出功率稳定。

上述多色半导体激光模块工作原理如下：

第一激光二极管10发射的光束通过与之对应的第一准直透镜11准直得到第一激光光束，准直后的光束在快慢轴方向的光斑尺寸由第一准直透镜11焦距和第一激光二极管10的快轴、慢轴发散角决定的。之后，第一激光光束通过第一空间隔离器12，入射到第一光束整形模块13；

所述第一空间隔离器12的放置方式由第一激光二极管10的发射的激光光束的偏振方向和偏振角度决定；所述第一空间隔离器12是为了防止流式细胞分析仪整机光路调试时产生的反射光沿原光路返回至第一半激光二极管10内部，进而影响第一激光二极管10的工作稳定性。

所述第一光束整形模块13是一对以一定角度和方向排布的棱镜对4或者是一个凸面朝向分光镜的平凸状的柱透镜5，其结构如图2所示。

图2-(a)为一对以一定角度和方向排布的棱镜对4；

图2-(b)为一个凸面朝向分光镜的平凸状的柱透镜5；所述棱镜对或柱透镜将只对激光光束的水平或垂直方向进行压缩或者扩束整形，而对另外一个方向不整形；

第一分光镜14对第一激光束为部分反射部分透过，透过率T为0.1-50％。因此，通过第一光束整形模块13的第一激光束，绝大部分经第一反射镜14反射后输出，小部分通过第一反射镜14，入射到第一滤光片15，最终被第一探测器16的光敏面所接收。

图3所示，理想情况下，设定第一激光二极管10输出功率为P0，则经第一分光镜14反射功率为Pout＝P0*(1-T)，入射至第一探测器16表面功率 Pm＝P0*T。第一控制电路17包括反馈放大电路，控制芯片和输出功率设定、最大工作电流设定，其中反馈放大电路将第一探测器16接收的激光信号Pm转换为电信号α*β*Pm其中，α为探测器光电系数，β为反馈电路放大系数)；驱动芯片根据反馈放大电路得到的电信号，对第一激光二极管10的驱动电流Iop进行实时调整和驱动。

若因外界环境等因数导致第一激光二极管10输出功率P0降低，反馈放大电路接收的光强变小，得到的电信号变小，相应地，驱动电路会增加驱动电流Iop，以保持第一激光二极管10输出功率P0保持不变。

同样，若因外界环境等因数导致第一激光二极管10输出功率P0升高，反馈放大电路接收的光强变大，得到的电信号变大，相应地，驱动电路会减小驱动电流Iop，以保持第一激光二极管30输出功率P0保持不变。

同时，第一控制电路17的驱动电路设置有最大工作电流设定，以保证第一激光二极管10的工作电流Iop小于最大电流Ilimit，避免激光二极管10因过流驱动而损伤。

因此，综上所述，可以通过第三控制电路37可实现自动反馈式的稳定控制与之对应的第三激光二极管30的工作电流，使得输出功率Pout处于恒定的稳定状态。

图4为第一控制电路驱动芯片电路图，据此完成第一激光二极管的输出功率的自动反馈控制。驱动芯片为ADN2830，其28、31脚短接并接限流电阻R7， R7接第一激光二极管10的负极，第一激光二极管10的正极接Vdd供电，Vdd 数值大小由第一激光二极管10性能决定，以保证第一激光二极管正负极之间的压差小于其规格书中的最大工作电压。探测器(图中即为PD)的负极接+5V偏置电压，探测器的正极、电阻R8和可调电位器R9构成反馈放大电路，将探测器接收的光信号转换为电压信号，最终接ADN2830芯片的第4脚， ADN2830芯片根据4脚的电压变化，调节28脚和31脚的电流输出，形成闭环控制，达到自动稳定控制第一激光二极管的输出功率稳定的目的。芯片2脚连接对地电阻(R10和可调电位器R11)设置驱动最大电流，防止工作电流过大导致第一激光二极管因过流驱动损坏。

由于第一滤光片15为带通滤光片，其镜片两侧均有光学镀膜，其对第一激光二极管10发射的激光束完全透过，而对其他波长的光完全反射。这样有效地避免了第二激光二极管20和第三激光二极管30发射的激光光束或者其他杂散光对第一探测器15接收的第一激光束的光学信号的影响，进而最终使得第一激光二极管10的工作状态更加稳定。

所述第二激光二极管20发射的光束通过与之对应的第二准直透镜21准直得到第二激光光束，准直后激光光束在快慢轴方向的光斑尺寸由第二准直透镜 21焦距和第二激光二极管20的快轴慢轴发散角决定的。之后，第二激光光束通过第二空间隔离器22，入射到第二光束整形模块23；

所述第二空间隔离器22的放置方式由第二激光二极管20的发射的激光光束的偏振方向和偏振角度决定；所述第二空间隔离器22是为了防止流式细胞分析仪整机光路调试时产生的反射光沿原光路返回至第二激光二极管20内部，进而影响第二激光二极管20的工作稳定性。

所述第二光束整形模块23是一对以一定角度和方向排布的棱镜对4或者是一个凸面朝向分光镜的平凸状的柱透镜5，其结构如图2所示。

图2-(a)为一对以一定角度和方向排布的棱镜对4；

图2-(b)为一个凸面朝向分光镜的平凸状的柱透镜5；所述棱镜对或柱透镜将只对激光光束的水平或垂直方向进行压缩或者扩束整形，而对另外一个方向不整形；

第二分光镜24对第二激光束为部分反射部分透过，透过率T为0.1-50％。因此，通过第二光束整形模块23的第二激光束，绝大部分经第二分光镜24反射后输出，小部分通过第二分光镜24，入射到第二滤光片25，最终被第二探测器26的光敏面所接收。

图3所示，理想情况下，设定第二激光二级管20输出功率为P0，则经第二分光镜24反射功率为Pout＝P0*(1-T)，入射至第二探测器26表面功率 Pm＝P0*T。第二控制电路27包括反馈放大电路，控制芯片和输出功率设定、最大工作电流设定，其中反馈放大电路将第二探测器26接收的激光信号Pm转换为电信号α*β*Pm其中，α为探测器光电系数，β为反馈电路放大系数)；驱动芯片根据反馈放大电路得到的电信号，对第二激光二极管20的驱动电流Iop进行实时调整和驱动。

若因外界环境等因数导致第二激光二极管20输出功率P0降低，反馈放大电路接收的光强变小，得到的电信号变小，相应地，驱动电路会增加驱动电流Iop，以保持第二激光二极管20输出功率P0保持不变。

同样，若因外界环境等因数导致第二激光二极管20输出功率P0升高，反馈放大电路接收的光强变大，得到的电信号变大，相应地，驱动电路会减小驱动电流Iop，以保持第二激光二极管20输出功率P0保持不变。

同时，第二控制电路27的驱动电路设置有最大工作电流设定，以保证第二激光二极管20的工作电流Iop小于最大电流Ilimit，避免激光二极管20因过流驱动而损伤。

因此，综上所述，可以通过第二控制电路27可实现自动反馈式的稳定控制与之对应的第二激光二极管20的工作电流，使得输出功率Pout处于恒定的稳定状态。

图4为第二控制电路驱动芯片电路图，据此完成第二激光二极管的输出功率的自动反馈控制。驱动芯片为ADN2830，其28、31脚短接并接限流电阻R7， R7接第二激光二极管20的负极，第二激光二极管20的正极接Vdd供电，Vdd 数值大小由第二激光二极管20性能决定，以保证第二激光二极管正负极之间的压差小于其规格书中的最大工作电压。探测器(图中即为PD)的负极接+5V偏置电压，探测器的正极、电阻R8和可调电位器R9构成反馈放大电路，将探测器接收的光信号转换为电压信号，最终接ADN2830芯片的第4脚， ADN2830芯片根据4脚的电压变化，调节28脚和31脚的电流输出，形成闭环控制，达到自动稳定控制第二激光二极管的输出功率稳定的目的。芯片2脚连接对地电阻(R10和可调电位器R11)设置驱动最大电流，防止工作电流过大导致第二激光二极管因过流驱动损坏。

由于第二滤光片25为带通滤光片，其镜片两侧均有光学镀膜，其对第二激光二极管20发射的激光束完全透过，而对其他波长的光完全反射。这样有效地避免了第一激光二极管10和第三激光二极管30发射的激光光束或者其他杂散光对第二探测器25接收的第二激光束的光学信号的影响，进而最终使得第二激光二极管20的工作状态更加稳定。

经过第二分光镜24反射输出的第二激光束透过第一分光镜14后，与第一激光束合束输出。

所述第三激光二极管30发射的光束通过与之对应的第三准直透镜31准直得到第三激光光束，准直后的激光束在快慢轴方向的光斑尺寸由第三准直透镜 31的焦距和第激光二极管30的快轴慢轴发散角决定的。之后，第三激光光束通过第三空间隔离器32，入射到第三光束整形模块33；

所述第三空间隔离器32的放置方式由第三激光二极管30的发射的激光光束的偏振方向和偏振角度决定；所述第三空间隔离器32是为了防止流式细胞分析仪整机光路调试时产生的反射光沿原光路返回至第三激光二极管30内部，进而影响第三激光二极管30的工作稳定性。

所述第三光束整形模块33是一对以一定角度和方向排布的棱镜对4或者是一个凸面朝向分光镜的平凸状的柱透镜5，其结构如图2所示。

图2-(a)为一对以一定角度和方向排布的棱镜对4；

图2-(b)为一个凸面朝向分光镜的平凸状的柱透镜5；所述棱镜对或柱透镜将只对激光光束的水平或垂直方向进行压缩或者扩束整形，而对另外一个方向不整形；

第三分光镜34对第二激光束为部分反射部分透过，透过率为0.1-50％。因此，通过第三光束整形模块33的第三激光束，绝大部分经第三分光镜34反射后输出，小部分通过第三分光镜34，入射到第三滤光片35，最终被第三探测器 36的光敏面所接收。

图3所示，理想情况下，设定第三激光二级管30输出功率为P0，则经第三分光镜34反射功率为Pout＝P0*(1-T)，入射至第三探测器36表面功率 Pm＝P0*T。第三控制电路37包括反馈放大电路，控制芯片和最大工作电流设定，其中反馈放大电路将第三探测器36接收的激光信号Pm转换为电信号α*β*Pm 其中，α为探测器光电系数，β为反馈电路放大系数)；驱动芯片根据反馈放大电路得到的电信号，对第三激光二极管30的驱动电流Iop进行实时调整和驱动。

若因外界环境等因数导致第三激光二极管30输出功率P0降低，反馈放大电路接收的光强变小，得到的电信号变小，相应地，驱动电路会增加驱动电流Iop，以保持第三激光二极管30输出功率P0保持不变。

同样，若因外界环境等因数导致第三激光二极管30输出功率P0升高，反馈放大电路接收的光强变大，得到的电信号变大，相应地，驱动电路会减小驱动电流Iop，以保持第三激光二极管30输出功率P0保持不变。

同时，第三控制电路37的驱动电路设置有最大工作电流设定，以保证第三激光二极管30的工作电流Iop小于最大电流Ilimit，避免激光二极管30因过流驱动而损伤。

因此，综上所述，可以通过第三控制电路37可实现自动反馈式的稳定控制与之对应的第三激光二极管30的工作电流，使得输出功率Pout处于恒定的稳定状态。

图4为第三控制电路驱动芯片电路图，据此完成第三激光二极管的输出功率的自动反馈控制。驱动芯片为ADN2830，其28、31脚短接并接限流电阻R7， R7接第三激光二极管30的负极，第三激光二极管30的正极接Vdd供电，Vdd 数值大小由第三激光二极管30性能决定，以保证第三激光二极管正负极之间的压差小于其规格书中的最大工作电压。探测器(图中即为PD)的负极接+5V偏置电压，探测器的正极、电阻R8和可调电位器R9构成反馈放大电路，将探测器接收的光信号转换为电压信号，最终接ADN2830芯片的第4脚， ADN2830芯片根据4脚的电压变化，调节28脚和31脚的电流输出，形成闭环控制，达到自动稳定控制第三激光二极管的输出功率稳定的目的。芯片2脚连接对地电阻(R10和可调电位器R11)设置驱动最大电流，防止工作电流过大导致第三激光二极管因过流驱动损坏。

由于第三滤光片35为带通滤光片，其镜片两侧均有光学镀膜，其对第三激光二极管30发射的激光束完全透过，而对其他波长的光完全反射。这样有效地避免了第一激光二极管10和第二激光二极管20发射的激光光束或者其他杂散光对第三探测器35接收的第二激光束的光学信号的影响，进而最终使得第三激光二极管30的工作状态更加稳定。

在本实用新型专利中，激光二极管发射的激光光束部分入射至探测器，探测器将光信号转换为电信号，控制电路通过所测电信号，可以实现自动功率自动反馈式控制激光二极管的输出功率，降低了激光二极管与分光镜之间的光学器件诸如光束整形模块受外界(如设备内灰尘或气流)的影响，有效地提高了激光器的稳定性，同时，光路中设置有空间隔离器，可以防止流式细胞分析仪整机光路调试时产生的反射光沿原光路返回至激光二极管内部，进而影响激光二极管的工作稳定性。因此通过本实用新型，可以有效地提高从合束模块输出的激光束的稳定性，进一步提高流式细胞分析仪的系统稳定性。

以上仅是申请人针对技术方案给出的本实用新型的基本实施方式，并不代表本实用新型的全部，本行业的技术人员依据本基本创意所提出的不具有实质性创新内容的改进均应视为属于本实用新型保护的范畴。

Claims (8)

1.一种多色激光器合束模块，包括激光二极管(10、20、30)、准直透镜(11、21、31)、空间隔离器(12、22、32)、光束整形模块(13、23、33)、分光镜(14、24、34)、滤光片(15、25、35)、探测器(16、26、36)和控制电路(17、27、37)；其特征在于：

A)包括多个发射不同波长的激光二极管(10、20、30)，所述每个激光二极管发射的激光光束，透过在其前方设置的与之对应的准直透镜(11、21、31)、空间隔离器(12、22、32)、光束整形模块(13、23、33)、分光镜(14、24、34)；

B)所述分光镜(14、24、34)表面镀有不同的光学膜层，用以实现部分反射部分透过与之对应匹配的激光二极管(10、20、30)发射的激光光束，而完全透过其它波长的光；所述激光二极管(10、20、30)发射的部分激光光束最终经与之对应的分光镜(14、24、34)反射后，最终合为对应的一束激光束输出；

C)所述激光二极管(10、20、30)发射的激光光束部分通过分光镜(14、24、34)，入射至所述各自对应的滤光片(15、25、35)和各自对应的探测器(16、26、36)上；

D)所述各自对应的探测器(16、26、36)与所述各自对应的激光二极管(10、20、30)之间设置有独立的控制电路(17、27、37)，所述每个控制电路(17、27、37)包括反馈放大电路、驱动芯片和最大工作电流设定；所述反馈放大电路对探测器转换得到的电信号进行反馈放大，驱动芯片根据所测电信号对激光二极管的驱动电流进行实时调整，以保持其输出功率恒定。

2.如权利要求1所述的一种多色激光器合束模块，其特征在于：所述分光镜(14、24、34)对与之对应的激光二极管(10、20、30)发射的激光光束的透过率为0.1-50％。

3.如权利要求1所述的一种多色激光器合束模块，其特征在于：所述空间隔离器(12、22、32)放置方式由与之对应的激光二极管(10、20、30)发射的激光光束的偏振方向和偏振角度决定；所述空间隔离器(12、22、32)用以防止流式细胞分析仪整机光路调试时产生的反射光沿原光路返回至第一激光二极管内部，进而影响激光二极管的工作稳定性。

4.如权利要求1所述的一种多色激光器合束模块，其特征在于：所述滤光片(15、25、35)的两侧镜面均镀有光学膜层，用于实现完全透过与之对应的激光二极管(10、20、30)发射的激光光束，而完全反射其他波长的光。

5.如权利要求1所述的一种多色激光器合束模块，其特征在于：所述控制电路(17、27、37)中的最大工作电流设定由所述激光二极管(10、20、30)的规格书决定。

6.如权利要求1所述的一种多色激光器合束模块，其特征在于：所述光束整形模块(13、23、33)是一对以一定角度和方向排布的棱镜对(4)、或者是一个凸面朝向分光镜方向的平凸状的柱透镜(5)；所述光束整形模块(13、23、33)只对激光光束的水平或垂直方向进行压缩或扩束整形，而对另外一个方向不整形。

7.如权利要求1所述的一种多色激光器合束模块，其特征在于：所述准直透镜(11、21、31)为具有正光焦度的非球面透镜或者胶合透镜。

8.如权利要求1所述的一种多色激光器合束模块，其特征在于：所述探测器(16、26、36)为硅光电池PD探测器或者APD探测器。