一种激光器调Q开关的驱动装置和驱动方法制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种激光器调Q开关的驱动装置和驱动方法，该驱动装置，用于对激光器中调Q开关输出驱动信号，包括：脉冲频率发生器，用于生成频率可调的脉冲信号；脉冲宽度发生器，用于对所述脉冲频率发生器输出的脉冲信号的脉冲宽度进行调节；脉冲斜率调节器，用于对所述脉冲宽度发生器输出的脉冲信号的脉冲斜率进行调节；脉冲幅度调节器，用于对所述脉冲斜率发生器输出的脉冲信号的幅值进行调节。

【技术实现步骤摘要】
—种激光器调Q开关的驱动装置和驱动方法
本专利技术属于激光器调Q
，尤其涉及一种激光器调Q开关的驱动装置和驱动方法。
技术介绍
光纤技术的逐渐成熟引起了光通信技术中的革命。而高掺杂的激光光纤与大功率半导体激光器的发展使得光纤激光技术成为激光
一个发展极快的热点领域。全光纤激光器的主要优势在于其高度集成化、稳定性和鲁棒性。 为了使激光器获得脉冲运作方式，通常使用调Q开关。具有调Q开关的全光纤激光器(可称为全光纤调Q激光器)的输出光谱外圈完全没有控制，而输出光脉冲经常出现多峰和劈裂的形状，激光器输出光的质量极大地降低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种激光器调Q开关的驱动装置和驱动方法，能够通过调节消除激光器输出光脉冲的多峰现象，提高激光器输出光脉冲的质量。 为实现上述目的，本专利技术实施例提供一种激光器调Q开关的驱动装置，用于对激光器中调Q开关输出驱动信号，包括: 脉冲频率发生器，用于生成频率可调的脉冲信号； 脉冲宽度发生器，用于对所述脉冲频率发生器输出的脉冲信号的脉冲宽度进行调节; 脉冲斜率调节器，用于对所述脉冲宽度发生器输出的脉冲信号的脉冲斜率进行调节; 脉冲幅度调节器，用于对所述脉冲斜率发生器输出的脉冲信号的幅值进行调节。 在一个优选的实施例中，还包括阻抗匹配单元，用于将脉冲幅度调节器输出的信号进行阻抗匹配。 在一个优选的实施例中，所述脉冲频率发生器包括时基电路模块、第一电阻、第二电阻、第三可调电阻、第一电容和第六电容； 其中，第二电阻、第一电阻和第三可调电阻依次组成的串联支路连接在电源和所述时基电路模块的触发信号输入端之间，所述所述时基电路模块的阈值信号输入端与所述触发信号输入端相连；所述第一电阻和第二电阻之间接出信号连接至时基电路模块的放电信号端之间；所述时基电路模块的控制电压信号输入端通过第六电容接地；所述时基电路模块的触发信号输入端通过第六电容接地； 所述时基电路模块的信号输出端作为所述脉冲频率发生器的信号输出端。 在一个优选的实施例中，所述脉冲频率发生器还包括第二电容，所述第二电容一端连接电源，另一端接地。 在一个优选的实施例中，所述脉冲宽度调节器包括:单稳态模块、至少两个档位开关、对每个档位开关相对应的电容、第四电阻和第五可调电阻； 所述每个档位开关控制将对应的电容可选择地连接在所述单稳态模块的两个元件扩展端之间，所述第四电阻和第五可调电阻组成的串联支路连接在所述单稳态模块的一个元件扩展端和复位信号输入端之间； 所述单稳态模块的信号输出端作为所述脉冲宽度调节器的信号输出端，所述单稳态模块的触发信号输入端作为脉冲开关调节器的信号输入端。 在一个优选的实施例中，所述至少两个档位开关采用集成在一起的多路直插开关器件。 在一个优选的实施例中，所述脉冲斜率调节器包括:第一放大器模块、第六电阻、第七电阻、第十四可调电阻和第十一电容； 所述第六电阻连接的信号输出端与第一放大器模块的反向信号输入端，所述第一放大器模块的正向信号输入端接地，所述第七电阻连接在第一放大器模块的反向信号输入端和信号输出端之间；第十四可调电阻与第十一电容串连并连接在所述第一放大器模块的反向信号输入端和信号输出端之间； 所述第一放大器模块的信号输出端作为所述脉冲斜率调节器的信号输出端。 在一个优选的实施例中，所述脉冲宽度调节器包括:第二放大器模块、第八可调电阻、第九电阻、第十电阻、第七电容、第八电容和功率管； 所述第九电阻连接在脉冲斜率调节器的信号输出端和所述第二放大器模块的反向信号输入端之间；所述第二放大器模块的正向信号输入端接地；第七电容连接在第二放大器模块的反向信号输入端和信号输出端之间；所述功率管的基极与所述第二放大器模块的信号输出端相连，所述功率管的发射极通过第十电阻接地；所述第八可调电阻连接在第二放大器模块的反向输入端和功率管的发射极之间，第八电容连接在第二放大器模块的反向输入端和功率管的发射极之间； 所述功率管的发射极作为所述脉冲幅度调节器的信号输出端。 本专利技术另一方面还提供一种激光器调Q开关的驱动方法，包括: 生成频率可调的脉冲信号； 对所述脉冲信号的脉冲宽度进行调节； 对所述脉冲信号的斜率进行调节； 对所述脉冲信号的幅度进行调节； 直至所述激光器输出单峰脉冲。 根据本专利技术所提供的技术方案，对特定光学腔长和泵浦光强度，通过调节调Q开关的具体工作参数，实现质量较高的光滑单脉冲输出。 【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术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，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图1为本专利技术提供的驱动装置结构框图示意图； 图2为本专利技术实施例中的驱动装置的一种具体实现的部分电路示意图。； 图3为本专利技术实施例中的驱动装置的一种具体实现的另一部分电路示意图。 【具体实施方式】 为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 专利技术人经过大量实验和理论分析发现，根据激光调Q中的动力学过程，激光是光辐射在光学腔中来回传播由放大自发辐射(ASE)发展而来。在主动调Q的条件下，调Q动力学过程决定了 ASE转换为脉冲的形式，而这一脉冲形式反过来又对调Q开关构成反作用，由此形成全光纤调Q激光器中的多峰现象。其物理过程如下:与固体调Q激光器不同，全光纤调Q激光器中的声光调制器采用一级衍射，在调Q开关关闭时，光纤激光器中几乎不存在激光过程。因此，调Q脉冲的出现几乎是完全的“无中生有”。由于有源光纤形成的光纤放大器中具有极高的增益，这种特性使得在全光纤调Q激光器中脉冲的形成中由ASE转化而来的激光脉冲特征非常明显，而ASE的逐渐增长是在光腔中来回传播形成的，这样就导致了所谓的台阶。而随着激光的加速成长和泵浦功率的增加，这种台阶逐渐演化为多峰结构。此外，无论是环形腔还是线形腔的全光纤调Q激光器，其都是由一系列光纤元件组成，其中例如光纤耦合器、光纤光栅等元件都会使得光纤激光器的有效腔长大大增加。而较长的光学腔造成的往返光程较长也是多峰现象的主要来源。 实验发现与理论模拟均证实多峰的形状与结构和激光腔的结构以及调Q的过程决定，具体来说与激光器光学腔腔长、泵浦激光强度、调Q开关的工作参数有直接关系，因此本专利技术所提出的方案对特定光学腔长和泵浦光强度，通过调节调Q开关的具体工作参数，实现质量较高的单脉冲输出。 图1示例性地示出了本专利技术提供的驱动装置的模块化示意图，需要说明的是，在实际中该驱动装置可以驱动设置在激光器中的任何一种类型的调Q开关，例如声光调制Q开关、电光调Q开关等。调Q开关置于激光器的光学腔内。这种控制调Q脉冲成形过程的方法基于对外触发信号的控制是用以上模块化的驱动装置硬件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光器调Q开关的驱动装置，用于对激光器中调Q开关输出驱动信号，其特征在于，包括：脉冲频率发生器，用于生成频率可调的脉冲信号；脉冲宽度发生器，用于对所述脉冲频率发生器输出的脉冲信号的脉冲宽度进行调节；脉冲斜率调节器，用于对所述脉冲宽度发生器输出的脉冲信号的脉冲斜率进行调节；脉冲幅度调节器，用于对所述脉冲斜率发生器输出的脉冲信号的幅值进行调节。

【技术特征摘要】
1.一种激光器调Q开关的驱动装置，用于对激光器中调Q开关输出驱动信号，其特征在于，包括: 脉冲频率发生器，用于生成频率可调的脉冲信号； 脉冲宽度发生器，用于对所述脉冲频率发生器输出的脉冲信号的脉冲宽度进行调节； 脉冲斜率调节器，用于对所述脉冲宽度发生器输出的脉冲信号的脉冲斜率进行调节； 脉冲幅度调节器，用于对所述脉冲斜率发生器输出的脉冲信号的幅值进行调节。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括阻抗匹配单元，用于将脉冲幅度调节器输出的信号进行阻抗匹配。3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述脉冲频率发生器包括时基电路模块、第一电阻、第二电阻、第三可调电阻、第一电容和第六电容； 其中，第二电阻、第一电阻和第三可调电阻依次组成的串联支路连接在电源和所述时基电路模块的触发信号输入端之间，所述所述时基电路模块的阈值信号输入端与所述触发信号输入端相连；所述第一电阻和第二电阻之间接出信号连接至时基电路模块的放电信号端之间；所述时基电路模块的控制电压信号输入端通过第六电容接地；所述时基电路模块的触发信号输入端通过第六电容接地； 所述时基电路模块的信号输出端作为所述脉冲频率发生器的信号输出端。4.如权利要求3所 述的装置，其特征在于，所述脉冲频率发生器还包括第二电容，所述第二电容一端连接电源，另一端接地。5.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述脉冲宽度调节器包括:单稳态模块、至少两个档位开关、对每个档位开关相对应的电容、第四电阻和第五可调电阻； 所述每个档位开关控制将对应的电容可选择地连接在所述单稳态模块的两个元件扩展端之间，所述第四电阻和第五可调电阻组成的串联支路连接在所述单稳态模块的一个元件扩展端和复位信号输入端之间； 所述单稳态模块的信号输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏江帆，陈庆荣，欧少苗，陈建军，赵青春，
申请(专利权)人：广东高聚激光有限公司，苏州华必大激光有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44