基于现场可编程门阵列(PFGA)开机保护方法技术

本发明专利技术提供的一种应用在主振荡功率放大(MOPA)光纤激光器系统中的基于现场可编程门阵列(PFGA)开机保护方法，具有以下步骤：步骤一：现场可编程门阵列(FPGA)控制处理单元输入种子激光启动信号；步骤二：种子激光驱动部接收到种子激光开启信号时发出种子激光驱动信号；步骤三：种子激光部接收到种子激光驱动信号时发出种子电压信号；步骤四：种子激光侧整形采样部对种子电压信号进行整形和采样；以及步骤五：FPGA(现场可编程门阵列)控制处理单元接收到种子电压信号时对种子电压信号进行计算得到种子电压信号值并与所存储的种子电压信号值阈值进行比较；以及步骤六：包含至少一个子步骤。

【技术实现步骤摘要】
基于现场可编程门阵列(PFGA)开机保护方法
本专利技术涉及一种应用在主振荡功率放大(MOPA)光纤激光器系统中的基于现场可编程门阵列(PFGA)开机保护方法。
技术介绍
光纤激光器是指以掺稀土元素的光纤为增益介质的激光器，在泵浦光的作用下形成光纤内的能级粒子束反转，产生激光输出。光纤激光器具有能量高、小型化、灵活度高等优势，同时具备免调节、免维护、高稳定性的优点，这是传统激光器无法比拟的。它也因此广泛应用于激光雕刻、激光切割、金属表面处理等众多工业领域。在光纤激光器的诸多种类中，主振荡功率放大(MOPA)光纤激光器以可调谐的主控振荡器作为激光种子源，通过可编程芯片和调制电路驱动半导体激光器产生频率、幅度、脉宽均可调节的种子光输出，这种设计极大的增加了光纤激光器的灵活性和可控性，使其能够更好的适应不同工业应用的需求。但是在主振荡功率放大(MOPA)光纤激光器中，由于从种子光到放大器均使用半导体激光器作为光源，而半导体激光器对回反光较为敏感，回反光过强将导致激光管损坏。产生强回反光的原因通常是某一级的光源异常导致后级产生很强的自发辐射，自发辐射在光纤中的传输是双向的，逆向传输的部分将形成强回反光。这种半导体激光器异常通常发生在开机时，因此在进行光纤激光器的整体方案设计时必须考虑到对各级半导体激光器的开机保护问题，从而保证在各级光源异常的情况下系统均能进行监测并及时保护，实现系统的可靠工作，并且保护系统关键器件。但是目前并没有一个有效的方法在主振荡功率放大(MOPA)光纤激光器系统开机过程中可以对各级光源进行监测并及时保护。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种应用在主振荡功率放大(MOPA)光纤激光器系统中的基于现场可编程门阵列(PFGA)开机保护方法。本专利技术提供的一种应用在主振荡功率放大(MOPA)光纤激光器系统中的基于现场可编程门阵列(PFGA)开机保护方法，具有以下步骤:步骤一:现场可编程门阵列(FPGA)控制处理单元输入种子激光启动信号；步骤二:种子激光驱动部接收到种子激光开启信号时发出种子激光驱动信号；步骤三:种子激光部接收到种子激光驱动信号时发出种子电压信号；步骤四:种子激光侧整形采样部对种子电压信号进行整形和采样；以及步骤五:FPGA(现场可编程门阵列)控制处理单元接收到种子电压信号时对种子电压信号进行计算得到种子电压信号值并与所存储的种子电压信号值阈值进行比较，当种子电压信号值大于种子电压信号值阈值时进入步骤六，当种子电压信号值小于种子电压信号值阈值时控制种子激光部关闭，输入种子激光启动信号后启动种子激光部发出种子电压信号并在对种子电压信号进行处理后进行计算和比较；以及步骤六:包含至少一个子步骤，其中，子步骤分别包含:(1)现场可编程门阵列(FPGA)控制处理单元输入放大激光启动信号；(2)数模转换部将放大激光启动信号转换为模拟启动信号；(3)信号放大部将模拟启动信号放大为放大模拟启动信号；(4)放大激光部探测到放大模拟启动信号时发出放大电压信号；(5)放大激光侧整形采样部对放大电压信号进行整形和采样；(6)模数转换部将放大电压信号转换为数字放大电压信号；以及(7)现场可编程门阵列(FPGA)控制处理单元接收到数字放大电压信号时对数字放大电压信号进行计算得到数字放大电压信号值并与所存储的数字放大电压信号值阈值进行比较，当数字放大电压信号值大于种数字放大电压信号值阈值时输出放大种子激光，当数字放大电压信号值小于数字放大电压信号值阈值时控制从当前开启的最高级放大激光部开始逐级关闭。专利技术作用和效果根据本专利技术所涉及基于现场可编程门阵列(PFGA)开机保护方法，当现场可编程门阵列(FPGA)控制处理单元输入种子激光启动信号后，种子激光驱动部接收到种子激光开启信号时发出种子激光驱动信号，种子激光部接收到种子激光驱动信号时发出种子电压信号，种子激光侧整形采样部对种子电压信号进行整形和采样，现场可编程门阵列(FPGA)控制处理单元接收到种子电压信号时对该信号进行计算得到种子电压信号值，并与所存储的种子电压信号值阈值进行比较，当种子电压信号值大于种子电压信号值阈值时进入下一步骤，当种子电压信号值小于种子电压信号值阈值时控制种子激光部关闭，现场可编程门阵列(FPGA)控制处理单元输入放大激光启动信号后，数模转换部将放大激光启动信号转换为模拟启动信号，信号放大部将模拟启动信号放大为放大模拟启动信号，放大激光部探测到放大模拟启动信号时发出放大电压信号，放大激光侧整形采样部对放大电压信号进行整形和采样，模数转换部将放大电压信号转换为数字放大电压信号，现场可编程门阵列(FPGA)控制处理单元接收到数字放大电压信号时对该信号进行计算得到数字放大电压信号值并与所存储的数字放大电压信号值阈值进行比较，当数字放大电压信号值大于种数字放大电压信号值阈值时输出放大种子激光，当数字放大电压信号值小于数字放大电压信号值阈值时控制从当前开启的最高级放大激光部开始逐级关闭。从而使得主振荡功率放大(MOPA)光纤激光器系统在开机过程中能够得到监测和及时保护。【附图说明】图1是本专利技术在实施例中的基于现场可编程门阵列(PFGA)开机保护方法的结构框图；图2是本专利技术在实施例中的现场可编程门阵列(PFGA)控制处理单元的结构框图；图3是本专利技术在实施例中的保护过程时序示意图；以及图4是本专利技术在实施例中的基于现场可编程门阵列(PFGA)开机保护方法的动作流程图。【具体实施方式】以下参照附图与实施例对本专利技术所涉及的基于现场可编程门阵列(PFGA)开机保护方法作详细的描述。实施例图1是本专利技术在实施例中的基于现场可编程门阵列(PFGA)开机保护方法的结构框图。如图1所示，基于现场可编程门阵列(PFGA)开机保护方法具有:种子激光发出处理单元10、第一级放大激光发出处理单元20、第二级放大激光发出处理单元和第三级放大激光发出处理单元和基于现场可编程门阵列(PFGA)控制处理单元30。种子激光发出处理单元10包含与现场可编程门阵列(PFGA)控制处理单元30相连接的种子激光驱动部11，与种子激光驱动部11相连接的种子激光部13及与种子激光部13和现场可编程门阵列(PFGA)控制处理单元30分别相连接的种子激光侧整形采样部12。种子激光部13包含驱动信号接收部13a、种子电压信号发出部13b及与驱动信号接收部13a和种子电压信号发出部13b分别相连接的种子激光控制部13c。第一级放大激光发出处理单元20包含与现场可编程门阵列(PFGA)控制处理单元30相连接的第一级数模转换部21、与第一级数模转换部21相连接的第一级信号放大部22、与第一级信号放大部22相连接的第一级放大激光部25、与第一级放大激光部25相连接的第一级放大激光侧整形采样部23及与第一级放大激光侧整形采样部23和现场可编程门阵列(PFGA)控制处理单元30分别相连接的第一级模数转换部24。第一级放大激光部25包含第一级光电探测部25a、第一级放大电压信号发出部25c及与第一级光电探测部25a和第一级放大电压信号发出部25c分别相连接的第一级放大激光控制部25b。第二级放大激光发出处理单元和第三级放大激光发出处理单元与第一级放大激光发出处理单元25结构相通，因此省略相同的说明。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用在主振荡功率放大(MOPA)光纤激光器系统中的基于现场可编程门阵列(PFGA)开机保护方法，具有以下步骤：步骤一，现场可编程门阵列(FPGA)控制处理单元输入种子激光启动信号；步骤二，种子激光驱动部接收到所述种子激光开启信号时发出种子激光驱动信号；步骤三，种子激光部接收到所述种子激光驱动信号时发出种子电压信号；步骤四，种子激光侧整形采样部对所述种子电压信号进行整形和采样；以及步骤五，FPGA(现场可编程门阵列)控制处理单元接收到所述种子电压信号时对所述种子电压信号进行计算得到种子电压信号值并与所存储的种子电压信号值阈值进行比较，当所述种子电压信号值大于所述种子电压信号值阈值时进入所述步骤六，当所述种子电压信号值小于所述种子电压信号值阈值时控制所述种子激光部关闭，输入种子激光启动信号后启动种子激光部发出种子电压信号并在对所述种子电压信号进行处理后进行计算和比较；以及步骤六，包含至少一个子步骤，其中，所述子步骤，分别包含：(1)所述现场可编程门阵列(FPGA)控制处理单元输入放大激光启动信号；(2)数模转换部将所述放大激光启动信号转换为模拟启动信号；(3)信号放大部将所述模拟启动信号放大为放大模拟启动信号；(4)放大激光部探测到所述放大模拟启动信号时发出放大电压信号；(5)放大激光侧整形采样部对所述放大电压信号进行整形和采样；(6)模数转换部将所述放大电压信号转换为数字放大电压信号；以及(7)现场可编程门阵列(FPGA)控制处理单元接收到所述数字放大电压信号时对所述数字放大电压信号进行计算得到数字放大电压信号值并与所存储的数字放大电压信号值阈值进行比较，当所述数字放大电压信号值大于所述种数字放大电压信号值阈值时输出放大种子激光，当所述数字放大电压信号值小于所述数字放大电压信号值阈值时控制从当前开启的最高级所述放大激光部开始逐级关闭。...

【技术特征摘要】
1.一种应用在主振荡功率放大(MOPA)光纤激光器系统中的基于现场可编程门阵列(PFGA)开机保护方法，具有以下步骤: 步骤一，现场可编程门阵列(FPGA)控制处理单元输入种子激光启动信号； 步骤二，种子激光驱动部接收到所述种子激光开启信号时发出种子激光驱动信号； 步骤三，种子激光部接收到所述种子激光驱动信号时发出种子电压信号； 步骤四，种子激光侧整形采样部对所述种子电压信号进行整形和采样； 以及 步骤五，FPGA(现场可编程门阵列)控制处理单元接收到所述种子电压信号时对所述种子电压信号进行计算得到种子电压信号值并与所存储的种子电压信号值阈值进行比较，当所述种子电压信号值大于所述种子电压信号值阈值时进入所述步骤六，当所述种子电压信号值小于所述种子电压信号值阈值时控制所述种子激光部关闭， 输入种子激光启动信号后启动种子激光部发出种子电压信号并在对所述种子电压信号进行处理后进行计算和比较；以...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，曾和平，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31