KR940019034A - 펄스 폭 변조를 사용한 다이오드 펌프식 레이저 시스템용 활성 에너지 제어회로 및 방법(active energy control for diode pumped laser systems using pulsewidth modulation) - Google Patents

펄스 폭 변조를 사용한 다이오드 펌프식 레이저 시스템용 활성 에너지 제어회로 및 방법(active energy control for diode pumped laser systems using pulsewidth modulation) Download PDF

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Abstract

다이오드 펌프식 레이저 시스템에 사용하기 위한 펄스폭 변조 방식을 채택한 활성 에너지 제어 회로 및 그 방법에 관한 것이다. 활성 에너지 제어 회로 및 방법은 광 에너지 피드백 감지 방식을 채택하고 레이저 시스템의 펌프 다이오드들에 전기 펄스폭의 제어 신호를 출력한다. 이로 인해, 여러가지 펄스 반복 주파수, 시간 및 환경 조건에 대해 소정의 레벨에 다이오드 펌프식 레이저 출력 에너지를 유지하기 위한 활성 에너지 제어 루프를 생성한다. 다이오드 펌프식 레이저 출력 에너지를 전류 진폭 설정 점을 유지하면서 출력 에너지 펄스의 펄스폭을 변화시키므로써 제어된다. 펄스폭 변조에 기초한 제어 시스템을 이용하므로써, 펌프 다이오드들에 인가된 전류는 손상 레벨이하의 효율적인 설정점으로 조절되고, 펄스폭은 레이저 시스템의 원하는 출력 광 에너지를 유지하도록 조정된다. 본 발명에 의해 제공된 펄스폭 변조 출력 에너지 제어 구성은 레이저 범위 탐색기, 레이저 데지그네이터, 레이저 레이다 시스템, 레이저 용접 시스템, 그리고 다른 저출력 및 고출력 레이저 시스템을 포함하는 모든 다이오드 펌프식 레이저 응용에 적합하다.

Description

펄스 폭 변조를 사용한 다이오드 펌프식 레이저 시스템용활성 에너지 제어회로 및 방법(ACTIVE ENERGY CONTROL FOR DIODE PUMPED LASER SYSTEMS USING PULSEWIDTH MODULATION)
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명의 원리에 따르는 펄스폭 변조를 채택하고 다이오드 펌프식 레이저 시스템과 사용될 수 있는 활성 에너지 제어 회로를 도시한 도면.

Claims (7)

  1. 레이저 캐비티, 레이저 로드, Q-스위치, Q-스위치 수행 개시 펄스 회로 및 복수의 펌프 다이오드들에 접속된 전류 제어 펄스 구동 회로를 포함하는 다이오드 펌프식 레이저 시스템용의 활성 에너지 제어 회로에 있어서, 상기 Q스위치가 상기 Q-스위치 수행 개시 펄스 회로에 의해 제공된 수행 개시 신호에 응답하여 출력 에너지펄스를 발생시키고, 상기 제어 회로가 상기 다이오드 펌프식 레이저 시스템의 출력 에너지를 샘플링하고 샘플된 출력 에너지를 디지탈 에너지 신호로 변환하기 위한 광-전기 샘플링 수단 및 제어기를 포함하고, 상기 제어기가 상기 다이오드 펌프식 레이저 시스템의 출력 에너지 펄스의 소정의 초기 펄스 지속 기간을 설정하기 위한 펄스 지속 기간 논리 회로, 상기 다이오드 펌프식 레이저 시스템의 샘플된 출력 에너지를 포함하는 디지탈 에너지 신호를 소정의 에너지 임계값과 비교하고, 상기 샘플된 출력 에너지가 상기 소정의 에너지 임계값 이하 또는 이상인지의 여부에 따라 상기 전류 제어 펄스 구동 회로에 의해 제공된 펄스의 펄스 지속 기간을 증감시키도록 되어 있는 출력 신호들을 각각 제공하기 위한 상기 광-전기 샘플링 수단에 접속된 임계값 논리회로, 펄스 구동 회로내의 출력 에너지 펄스의 펄스 지속 기간을 설정하도록 되어 있는 출력 신호를 제공하기 위해 상기 전류 제어 펄스 구동 회로에 접속된 펄스 지속 기간 출력 논리 회로 및 상기 펄스 지속 기간 출력 논리 회로 및 상기 Q-스위치 수행 개시 펄스 회로에 접속되어, Q-스위치 수행 개시 펄스 회로가 상기 Q-스위치를 스위치하고 상기 다이오드 펌프식 레이저 시스템으로부터 출력 에너지 펄스를 발생시키도록 되어 있는 수행 개시 신호를 발생시키도록 하는 레이저 수행 개시 논리 회로를 포함하고, 상기 제어기가 상기 다이오드 펌프식 레이저 시스템의 출력 에너지를 소정의 레벨에 유지하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 활성 에너지 제어 회로.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광-전기 샘플링 수단이 레이저 출력 펄스의 출력 에너지의 일부를 샘플링하도록 되어 있는 비임 분할기, 상기 레이저 출력 펄스를 소정의 균일한 레벨로 감쇠 및 확산시키도록 되어 있는 감쇠기/확산기, 감쇠된 레이저 출력 펄스를 검출하고 이 출력 펄스를 전기 펄스로 변환시키기 위한 에너지 검출기, 스트레치된 펄스를 제공하기 위해 펄스의 길이를 전기적으로 스트레칭시키기 위한 펄스 스트레칭 회로, 상기 제어기에 의한 처리를 위해 상기 스트레칭된 펄스를 다지탈 신호를 변환시키기 위한 아날로그-디지탈 변환기 및 상기 아날로그-디지탈 변환기로부터의 디지탈 신호를 상기 제어기로 전송하도록 되어 있는 샘플 제어 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 활성 에너지 제어 회로.
  3. 레이저 캐비티, 레이저 로드, Q-스위치, Q-스위치 펄스 회로 및 복수의 펌프 다이오드들에 접속된 전류 제어 펄스 구동 회로를 포함하는 다이오드 펌프식 레이저 시스템용의 활성 에너지 제어 회로에 있어서, 상기 제어회로가 상기 다이오드 펌프식 레이저 시스템의 출력 에너지를 샘플링하고 샘플된 출력 에너지를 디지탈 에너지 신호로 변환하기 위한 광-전기 샘플링 수단 및 제어기를 포함하고, 상기 제어기가 상기 다이오드 펌프식 레이저 시스템의 반복률을 설정하기 위한 반복율 논리 회로, 상기 펌프 다이오드들의 출력 에너지 펄스의 소정의 초기펄스 지속 기간을 설정하기 위한 펄스 지속 기간 논리 회로, 상기 레이저 시스템의 샘플된 출력 에너지를 포함하는 디지탈 에너지 신호를 소정의 에너지 임계값과 비교하고, 상기 샘플된 출력 에너지가 상기 소정의 에너지 임계값 이하 또는 이상인지의 여부에 따라 상기 전류 제어 펄스 구동 회로에 의해 제공된 펄스의 펄스 지속 기간을 증감시키도록 되어 있는 출력 신호들을 각각 제공하기 위한 상기 광-전기 샘플링 수단에 접속된 임계값 논리 회로,레이저 수행 개시 논리 회로 및 상기 전류 제어 펄스 구동 회로에 접속되어,펄스 구동 회로내의 출력 에너지펄스의 펄스 지속 기간을 설정하도록 되어 있는 출력 신호를 제공하기 위한 펄스 지속 기간 출력 논리 회로 및 상기 펄스 지속 기간 출력 논리 회로 및 Q 스위치 수행 개시 펄스 회로에 접속되어, 수행 개시 펄스 회로가 상기 Q-스위치를 스위치하고 상기 다이오드 펌프식 레이저 시스템으로부터 출력 에너지 펄스를 발생시키도록 되어 있는 수행 개시 신호를 발생시키도록 하는 레이저 수행 개시 논리 회로를 포함하고, 상기 제어기가 상기 다이오드 펌프식 레이저 시스템의 출력 에너지를 소정의 레벨에 유지하도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 활성 에너지 제어 회로.
  4. 제3항에 있어서, 상기 광-전기 샘플링 수단이 레이저 출력 펄스의 출력 에너지의 일부를 샘플링하도록 되어 있는 비임 분할기, 상기 레이저 출력 펄스를 소정의 균일한 레벨로 감쇠 및 확산시키도록 되어 있는 감쇠기/확산기, 감쇠된 레이저 출력 펄스를 검출하여 이 출력 펄스를 전기 펄스로 변환시키기 위한 에너지 검출기, 스트레치 된 펄스를 제공하기 위해 펄스의 길이를 전기적으로 스트레칭시키기 위한 펄스 스트레칭 회로, 상기 제어기에 의한 처리를 위해 상기 스트레칭된 펄스를 디지탈 신호로 변환시키기 위한 아날로그-디지탈 변환기 및 상기 아날로그-디자탈 변환기로부터의 디지탈 신호를 상기 제어기로 전송하도록 되어 있는 샘플 제어 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 활성 에너지 제어 회로.
  5. 다이오드 펌프식 레이저 시스템의 활성 에너지를 제어하도록 되어 있고, 레이저 캐비티, 레이저 로드, Q-스위치, Q-스위치 펄스 회로, 및 복수의 펌프 다이오드들에 접속된 전류 제어 펄스 구동 회로를 포함한 다이오드 펌프식 레이저 시스템을 사용하는 방법에 있어서, 상기 펌프 다이오드들의 출력 에너지 펄스에 대한 소정의 초기 펄스 지속 기간 값을 설정하는 단계, 상기 다이오드 펌프식 레이저 시스템의 출력 에너지를 샘플링하는 단계, 상기 샘플된 출력 에너지를 디지탈 출력 에너지 신호로 변환시키는 단계, 상기 디지탈 출력 에너지 신호를 소정의 에너지 임계값과 비교하는 단계, 상기 샘플된 출력 에너지가 상기 소정의 에너지 임계값 이하 또는 이상인지 여부에 따라 상기 펌프식 다이오드 출력 에너지 펄스의 펄스 지속 기간 값의 증감을 나타내는 제어 신호를 각각 제공하는 단계, 상기 제어 신호의 증감된 펄스 지속 기간 값에 기초하여 새로운 펌프 다이오드 출력 에너지 펄스를 발생시키는 단계 및 상기 새로운 레이저 에너지 펄스의 에너지에 있어서 대응하는 증감을 발생하는, 이전의 펌프 다이오드 펄스로부터 상기 레이저 로드에 저장된 에너지로부터 새로운 레이저 에너지 펄스를 발생시키는 단계를 포함하고 상기 다이오드 펌프식 레이저 시스템의 출력 에너지가 소정의 레벨에 유지되는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 새로운 레이저 출력 에너지 펄스를 발생시키는 상기 단계가, 상기 제어 신호를 상기 전류 제어 펄스 구동 회로에 접속시키는 단계 및 상기 제어 신호에 응답하여 Q-스위치를 스위칭시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 새로운 레이저 출력 에너지 펄스를 발생시키는 상기 단계가, 상기 레이저 펌프 다이오드들의 펄스폭 출력을 증감시키도록 되어 있는 제어 신호의 증감된 펄스 지속 기간 값에 기초하여 상기 전류 제어 펄스 구동 회로내에 새로운 펄스 지속 기간 값을 설정하는 단계 및 상기 제어 신호에 응답하여 Q-스위치를 스위칭시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
KR1019940001031A 1993-01-21 1994-01-20 펄스폭 변조를 사용한 다이오드 펌프식 레이저 시스템용 능동 에너지 제어 회로 및 방법 KR0145348B1 (ko)

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