激光能量自动控制方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种激光能量自动控制方法及装置，其中方法包括以下步骤：获取脉冲式灯泵浦固体激光器输出的平均激光能量值；判断所述平均激光能量值是否在预设激光能量范围内，若否，根据所述平均激光能量值与所述预设激光能量范围调节Flash脉冲信号和Fire脉冲信号之间的脉冲时间间隔，所述Flash脉冲信号用于控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的泵浦灯的触发，所述Fire脉冲信号用于控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的Q开关的触发；根据调节后的Flash脉冲信号和Fire脉冲信号控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器输出的激光能量。本发明专利技术能够实现对脉冲式灯泵浦脉冲式灯泵浦固体激光器输出的激光能量自动控制和调节，提高脉冲式灯泵浦固体激光器输出的激光能量的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
激光能量自动控制方法及装置
本专利技术涉及控制
，特别是涉及一种激光能量自动控制方法及装置。
技术介绍
目前，灯泵浦固体激光器被广泛应用于各种仪器中，例如能够实时分析单个气溶胶粒径及其化学组成的单颗粒气溶胶质谱仪(SingleParticleAerosolMassSpectrometer，SPAMS)等，目前的SPAMS的电离源主要采用的是266nmNd:YAG固体激光器，而266nmNd:YAG固体激光器往往会由于连续使用或者使用环境温度的改变而出现激光能量输出逐渐减小和稳定性变差的现象，如图1所示，直接导致SPAMS采集谱图数据结果的不稳定，造成质谱仪工作效率下降。因此，保证固体激光器输出的激光能量的稳定对于仪器采集数据的稳定性和准确性具有至关重要的作用。
技术实现思路
基于此，有必要针对目前灯泵浦固体激光器输出的激光能量会随使用时间的增加或者使用环境温度的变化而稳定性变差的问题，提供一种激光能量自动控制方法及装置。为解决上述技术问题，本专利技术采取如下的技术方案：一种激光能量自动控制方法，所述方法包括以下步骤：获取脉冲式灯泵浦固体激光器输出的平均激光能量值；判断所述平均激光能量值是否在预设激光能量范围内，若否，根据所述平均激光能量值与所述预设激光能量范围调节Flash脉冲信号和Fire脉冲信号之间的脉冲时间间隔，所述Flash脉冲信号用于控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的泵浦灯的触发，所述Fire脉冲信号用于控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的Q开关的触发；根据调节后的Flash脉冲信号和Fire脉冲信号控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的激光输出。相应地，本专利技术还提出一种激光能量自动控制装置，所述装置包括：获取模块，用于获取脉冲式灯泵浦固体激光器输出的平均激光能量值；判断模块，用于判断所述平均激光能量值是否在预设激光能量范围内；调节模块，用于在所述判断模块的判断结果为否时，根据所述平均激光能量值与所述预设激光能量范围调节Flash脉冲信号和Fire脉冲信号之间的脉冲时间间隔，所述Flash脉冲信号用于控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的泵浦灯的触发，所述Fire脉冲信号用于控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的Q开关的触发；控制模块，用于根据调节后的Flash脉冲信号和Fire脉冲信号控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的激光输出。上述激光能量自动控制方法及装置通过获取脉冲式灯泵浦固体激光器输出的平均激光能量值，判断平均激光能量值是否在预设激光能量范围内，若否，则根据平均激光能量值与预设激光能量范围调节Flash脉冲信号和Fire脉冲信号之间的脉冲时间间隔，实时调节脉冲式灯泵浦固体激光器的泵浦灯和Q开关的触发时间，从而实现对脉冲式灯泵浦固体激光器输出的激光能量自动控制。本专利技术所提出的激光能量自动控制方法及装置不仅能够实现对脉冲式灯泵浦固体激光器输出的激光能量自动控制和调节，提高脉冲式灯泵浦固体激光器输出的激光能量的稳定性，而且对于激光器输出激光能量的自动调节的时间在毫秒量级，基本可以忽略其对于仪器采样的影响，从而有利于实现在仪器原有采样状态下实时调整激光能量，提高仪器采集谱图数据的稳定性。附图说明图1为在没有外界干预的情况下固体激光器输出的激光能量随时间变化的示意图；图2为本专利技术其中一个实施例中激光能量自动控制方法的流程示意图；图3为本专利技术所提出的激光能量自动控制方法自动调节激光能量的示意图；图4为本专利技术中SPAMS采集得到的香烟气体正负离子谱图；图5为本专利技术中质荷比与峰面积相对标准偏差的关系图；图6为本专利技术其中一个实施例中激光能量自动控制装置的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图及较佳实施例对本专利技术的技术方案进行详细描述。在其中一个实施例中，参见图2所示，一种激光能量自动控制方法，该方法包括以下步骤：S100获取脉冲式灯泵浦固体激光器输出的平均激光能量值。在本实施例中，以脉冲式灯泵浦固体激光器(如Nd:YAG固体激光器等)为控制对象，对激光器输出的激光能量进行自动控制和调节。获取脉冲式灯泵浦固体激光器输出的平均激光能量值，其中获取的平均激光能量值可以通过利用功率计、能量计或者光谱仪等来测量一定预设次数的激光器输出的激光能量，并对测量得到的激光能量进行统计平均计算而得到，这里测量一定预设次数的激光输出的激光能量可以为脉冲式灯泵浦固体激光器某一时间段内输出的包括当前激光器输出的激光能量在内的激光能量。S200判断所述平均激光能量值是否在预设激光能量范围内，若否，根据所述平均激光能量值与所述预设激光能量范围调节Flash脉冲信号和Fire脉冲信号之间的脉冲时间间隔，所述Flash脉冲信号用于控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的泵浦灯的触发，所述Fire脉冲信号用于控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的Q开关的触发。获取平均激光能量值后，判断平均激光能量值是否在预设激光能量范围内，该预设激光能量范围可以根据脉冲式灯泵浦固体激光器的种类以及具体应用环境进行设定，若判断出平均激光能量值不在预设激光能量范围内，则根据平均激光能量值和预设激光能量范围调节脉冲时间间隔，该脉冲时间间隔是指Flash脉冲信号和Fire脉冲信号的相邻单个脉冲之间的脉冲时间间隔，其中，Flash脉冲信号和Fire脉冲信号分别用于控制固体激光器的泵浦灯的触发和Q开关的触发。S300根据调节后的Flash脉冲信号和Fire脉冲信号控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的激光输出。本实施例中的Flash脉冲信号和Fire脉冲信号分别用于控制固体激光器的泵浦灯和Q开关的触发，通过实时调整Flash脉冲信号和Fire脉冲信号这两路脉冲信号之间的时间间隔，可以实现对泵浦灯和Q开关开启时间长短的控制，因而实现对固体激光器输出的激光能量的控制，本步骤根据调节脉冲时间间隔后的Flash脉冲信号和Fire脉冲信号来控制固体激光器的激光输出，达到激光能量自动控制的目的。以灯泵浦的Nd:YAG固体激光器为例，该固体激光器包括泵浦灯、Nd:YAG晶体、谐振腔以及Q开关(Q-Switch元件)，其工作基本原理是Nd:YAG晶体收到泵浦灯激发后辐射出一定能量的初级光，初级光的能量是随着时间的增加而呈现高斯分布，不同能量的初级光经过同一谐振腔后输出的能量也不同，最终激光器输出能量大小也随时间的增加而呈现高斯分布，因此在初级光随时间变化的过程中通过Fire脉冲信号适时地打开Q开关，就能控制初级光能量的大小，进而实现控制最终固体激光器输出能量的大小。本实施例所提出的激光能量自动控制方法通过获取脉冲式灯泵浦固体激光器输出的平均激光能量值，判断平均激光能量值是否在预设激光能量范围内，若否，则根据平均激光能量值与预设激光能量范围调节Flash脉冲信号和Fire脉冲信号之间的脉冲时间间隔，实时调节脉冲式灯泵浦固体激光器的泵浦灯和Q开关的触发时间，从而实现对脉冲式灯泵浦固体激光器输出的激光能量自动控制。上述激光能量自动控制方法不仅能够实现对脉冲式灯泵浦固体激光器输出的激光能量自动控制和调节，提高脉冲式灯泵浦固体激光器输出的激光能量的稳定性，而且对于激光器输出激光能量的自动调节的时间在毫秒量级，基本可以忽略其对于仪器采样的影响，从而有利于实现在仪器原有采样状态下实时调整激光能量，提高仪器采集谱图数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光能量自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取脉冲式灯泵浦固体激光器输出的平均激光能量值；判断所述平均激光能量值是否在预设激光能量范围内，若否，根据所述平均激光能量值与所述预设激光能量范围调节Flash脉冲信号和Fire脉冲信号之间的脉冲时间间隔，所述Flash脉冲信号用于控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的泵浦灯的触发，所述Fire脉冲信号用于控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的Q开关的触发；根据调节后的Flash脉冲信号和Fire脉冲信号控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的激光输出。

【技术特征摘要】
1.一种激光能量自动控制方法，其特征在于，包括以下步骤：获取脉冲式灯泵浦固体激光器输出的平均激光能量值；判断所述平均激光能量值是否在预设激光能量范围内，若否，根据所述平均激光能量值与所述预设激光能量范围调节Flash脉冲信号和Fire脉冲信号之间的脉冲时间间隔，所述Flash脉冲信号用于控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的泵浦灯的触发，所述Fire脉冲信号用于控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的Q开关的触发；根据调节后的Flash脉冲信号和Fire脉冲信号控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的激光输出。2.根据权利要求1所述的激光能量自动控制方法，其特征在于，获取脉冲式灯泵浦固体激光器输出的平均激光能量值的步骤之前，还包括以下步骤：利用激光能量计采集所述脉冲式灯泵浦固体激光器输出的预设次数的激光能量；根据所述激光能量和所述预设次数计算所述平均激光能量值。3.根据权利要求1或2所述的激光能量自动控制方法，其特征在于，判断所述平均激光能量值是否在预设激光能量范围内的过程包括：判断所述平均激光能量值是否大于所述预设激光能量范围的下限；若否，根据预设步长增加所述Flash脉冲信号和所述Fire脉冲信号之间的脉冲时间间隔；根据增加后的Flash脉冲信号和Fire脉冲信号控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的激光输出。4.根据权利要求1或2所述的激光能量自动控制方法，其特征在于，判断所述平均激光能量值是否在预设激光能量范围内的过程包括：判断所述平均激光能量值是否小于所述预设激光能量范围的上限；若否，根据预设步长减小所述Flash脉冲信号和所述Fire脉冲信号之间的脉冲时间间隔；根据减小后的Flash脉冲信号和Fire脉冲信号控制所述脉冲式灯泵浦固体激光器的激光输出。5.根据权利要求1或2所述的激光能量自动控制方法，其特征在于，所述脉冲式灯泵浦固体激光器为单颗粒气溶胶质谱仪中用于输出电离激光的激光器，所述Flash脉冲信号和所述Fire脉冲信号为所述单颗粒气溶胶质谱仪的时序卡输出的脉冲信号。6.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘骝，李磊，喻佳俊，代新，黄正旭，高伟，李梅，李雪，刘平，刘浩友，
申请(专利权)人：广州禾信仪器股份有限公司，暨南大学，昆山禾信质谱技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44