脉冲周期和序列长度可控的多脉冲激光序列发生装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种脉冲周期和序列长度可控的多脉冲激光序列发生装置，包括输出镜、色心晶体、工作介质、高功率激光二极管、可控恒流源驱动电路、干涉滤色片、快响应光电探测组件、脉冲计数电路、脉冲周期计时电路、程控控制器和上位机，该装置通过控制恒流源输出电流实现激光脉冲序列时间周期的控制，通过恒流源泵浦时间长短的调节实现激光脉冲个数的控制，利用实际激光脉冲输出个数和周期的实时监测反馈精确控制激光脉冲序列参数。本发明专利技术具有激光脉冲周期及序列长度可程控、精度高、系统工作稳定速度快、结构简单、体积小等优点，在激光探测领域具有广阔应用前景。

A multi pulse laser sequence generator with controllable pulse period and sequence length

【技术实现步骤摘要】
脉冲周期和序列长度可控的多脉冲激光序列发生装置
本专利技术涉及脉冲激光序列发生技术，特别是一种脉冲周期和序列长度可控的多脉冲激光序列发生装置。
技术介绍
随着激光发生装置的飞速发展，激光雷达以其分辨率高、抗干扰能力强、优异的低空探测能力、体积小、质量轻等优势在民用，军事和科研等领域中逐渐有了较为广泛的应用。激光雷达对于激光信号发生装置的要求也不断提高。对于传统的激光信号发生装置，其能够产生的激光信号由驱动电路和激光器共同决定，只能产生特定的一种或几种激光信号。专利公布号为CN169861070A的专利技术专利中公布了一种激光发生装置，包括激光器，声光晶体、准直镜和选择光阑，可以同时实现同步锁模双波长皮秒脉冲输出，以及双波长非同步飞秒脉冲输出，但是其只能输出超短脉冲激光、输出激光周期不可调节。在具体的激光雷达使用过程中，为了应对更为复杂的测量环境和要求，激光雷达需要能够产生多种不同的激光序列，在这种应用环境下，只能输出单一或几种固定周期的激光序列发生装置已不能够满足要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种脉冲周期和序列长度可控的多脉冲激光序列发生装置。实现本专利技术目的的技术方案为：一种脉冲周期和序列长度可控的多脉冲激光序列发生装置，包括输出镜、色心晶体、工作介质、激光二极管、可控恒流源驱动电路、干涉滤色片、光电探测组件、脉冲计数电路、脉冲周期计时电路、程控控制器和上位机；其中激光二极管、工作介质、色心晶体和输出镜放置在一个密封腔体中，组成一个端面泵浦式的激光器，元件放置顺序依次为激光二极管、工作介质、色心晶体和输出镜，安装时保证所有器件的光轴在同一条直线上；可控恒流源驱动电路与激光器中的激光二极管连接，提供脉冲电流信号输出；所述干涉滤色片嵌于激光器的外部壳体中，干涉滤色片处于在色心晶体后，输出镜之前，位于激光器外壳的侧面，不在激光器主光轴光路上；光电探测器组件放置在干涉滤色片的光轴上，并分别与脉冲计数电路、脉冲周期计时电路相连接；脉冲计数电路、脉冲周期计时电路同时连接到程控控制器；程控控制器与上位机相连；上位机和可控恒流源驱动电路相连接。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：(1)本专利技术中的激光器使用的是LD端面泵浦激光器，内部采用新式的激光二极管紧贴式泵浦结构，这种结构利用了激光二极管的近场特性，在保证输出的前提下进一步缩小激光器的体积，使得整体装置能够进一步小型化；(2)本专利技术在传统的多脉冲激光序列发生装置的基础上增加了一条反馈电路，这条反馈电路首先能够完成与激光探测器类似的工作，也就是完成对发生装置所产生信号的检测功能，使得使用者能够实时得到激光信号的数据；与此同时，这条反馈电路利用程控控制器还能够对激光器驱动电路进行控制从而更改发生的激光信号的脉冲个数、脉宽、占空比等重要参数，使得本专利技术可以完成多种复杂情况下激光雷达的信号发生任务。附图说明图1为本专利技术脉冲周期和序列长度可控的多脉冲激光序列发生装置示意图。图2为本专利技术的单脉冲激光周期反馈控制流程示意图。具体实施方式如图1所示，一种脉冲周期和序列长度可控的多脉冲激光序列发生装置，包括输出镜1、色心晶体2、工作介质3、激光二极管4、可控恒流源驱动电路5、干涉滤色片6、光电探测组件7、脉冲计数电路8、脉冲周期计时电路9、程控控制器10和上位机11；其中激光二极管4、工作介质3、色心晶体2和输出镜1放置在一个密封腔体中，组成一个端面泵浦式的激光器，元件放置顺序依次为激光二极管4、工作介质3、色心晶体2和输出镜1，安装时保证所有器件的光轴在同一条直线上；可控恒流源驱动电路5与激光器中的激光二极管4连接，提供脉冲电流信号输出；所述干涉滤色片6嵌于激光器的外部壳体中，干涉滤色片6处于在色心晶体2后，输出镜1之前，位于激光器外壳的侧面，不在激光器主光轴光路上；光电探测器组件7放置在干涉滤色片6的光轴上，并分别与脉冲计数电路8、脉冲周期计时电路9相连接；脉冲计数电路8、脉冲周期计时电路9同时连接到程控控制器10；程控控制器10与上位机11相连；上位机11和可控恒流源驱动电路5相连接。进一步的，可控恒流源驱动电路5用于输出稳定的脉冲电流，且电流大小和持续时间可调节。进一步的，干涉滤光片6的中心波长为1535nm，带宽为10nm，且对1535nm激光透过率高，能够过滤激光器中产生的杂散光，使得1535nm波段的激光信号能够进入到光电探测器组件中。程控控制器10采用串联电流循环反馈的控制方法，具有动态响应快，动态误差小，输出稳定性好的优点。进一步的，激光二极管4、工作介质3、色心晶体2和输出镜1组成一个LD端面泵浦激光器，可以发射中心波长为1535nm的激光信号，带宽为10nm，发射角范围为1-1.5个毫弧度，这种激光器具有对人眼安全，峰值功率大，体积小，结构简单等优势。进一步的，快响应光电探测器组件7的响应时间为0.5ns，用于探测激光装置发生的ns量级脉宽的激光信号。本装置由电源产生电流信号输入可控恒流源驱动电路5，再由可控恒流源驱动电路5对电流信号进行调制以后接入激光二极管4产生泵浦光。泵浦光进入由工作介质3、色心晶体2和输出镜1构成的谐振腔后产生激光信号。装置中的干涉滤色片6针对激光器泵浦产生的杂散光进行选择，筛选1535nm波段的激光信号通过干涉滤色片6，经由干涉滤色片6选择的激光信号进入到光电探测器7中生成电信号输入到脉冲计数电路8和脉冲周期计时电路9中并根据程控控制器10中预先设定的反馈控制程序生成反馈信号，并将生成的反馈信号输出到上位机11中，最后由上位机11对可控恒流源驱动电路5发出操控命令，以改变其脉冲个数、脉宽、频率等参数，最后完成对激光器发射的激光信号占空比等关键参数的调节。下面结合实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例结合图1，一种脉冲周期和序列长度可控的多脉冲激光序列发生装置，包括输出镜1、色心晶体2、工作介质3、激光二极管4、可控恒流源驱动电路5、干涉滤色片6、快响应光电探测组件7、脉冲计数电路8、脉冲周期计时电路9、程控控制器10和上位机11。激光二极管4、工作介质3、色心晶体2和输出镜1紧贴放置在一个密封腔体中，组成一个端面泵浦式的激光器，元件放置顺序如图1所示，安装时保证所有器件的光轴在同一条直线上；可控恒流源驱动电路5与激光器中的激光二极管4连接，提供脉冲电流信号输出；装置中的干涉滤色片6嵌于激光器的外部壳体中，滤色片所在位置处于色心晶体2后，输出镜1之前，如图1所示位于激光器外壳的侧面，不在激光器主光轴光路上；快响应光电探测器组件7放置在干涉滤色片6的光轴上，并分别与脉冲计数电路8、脉冲周期计时电路9相连接；脉冲计数电路8、脉冲周期计时电路9之间不连接，但它们同时连接到程控控制器10；程控控制器10与上位机11相连；上位机11和可控恒流源驱动电路5相连接。本装置中的LD端面泵浦激光器采用新式的激光二极管紧贴式泵浦结构，即在激光器中取消的整形透镜的设计，由激光二极管发出的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲周期和序列长度可控的多脉冲激光序列发生装置，其特征在于，包括输出镜(1)、色心晶体(2)、工作介质(3)、激光二极管(4)、可控恒流源驱动电路(5)、干涉滤色片(6)、光电探测组件(7)、脉冲计数电路(8)、脉冲周期计时电路(9)、程控控制器(10)和上位机(11)；/n其中激光二极管(4)、工作介质(3)、色心晶体(2)和输出镜(1)放置在一个密封腔体中，组成一个端面泵浦式的激光器，元件放置顺序依次为激光二极管(4)、工作介质(3)、色心晶体(2)和输出镜(1)，安装时保证所有器件的光轴在同一条直线上；可控恒流源驱动电路(5)与激光器中的激光二极管(4)连接，提供脉冲电流信号输出；所述干涉滤色片(6)嵌于激光器的外部壳体中，干涉滤色片(6)处于在色心晶体(2)后，输出镜(1)之前，位于激光器外壳的侧面，不在激光器主光轴光路上；光电探测器组件(7)放置在干涉滤色片(6)的光轴上，并分别与脉冲计数电路(8)、脉冲周期计时电路(9)相连接；脉冲计数电路(8)、脉冲周期计时电路(9)同时连接到程控控制器(10)；程控控制器(10)与上位机(11)相连；上位机(11)和可控恒流源驱动电路(5)相连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种脉冲周期和序列长度可控的多脉冲激光序列发生装置，其特征在于，包括输出镜(1)、色心晶体(2)、工作介质(3)、激光二极管(4)、可控恒流源驱动电路(5)、干涉滤色片(6)、光电探测组件(7)、脉冲计数电路(8)、脉冲周期计时电路(9)、程控控制器(10)和上位机(11)；
其中激光二极管(4)、工作介质(3)、色心晶体(2)和输出镜(1)放置在一个密封腔体中，组成一个端面泵浦式的激光器，元件放置顺序依次为激光二极管(4)、工作介质(3)、色心晶体(2)和输出镜(1)，安装时保证所有器件的光轴在同一条直线上；可控恒流源驱动电路(5)与激光器中的激光二极管(4)连接，提供脉冲电流信号输出；所述干涉滤色片(6)嵌于激光器的外部壳体中，干涉滤色片(6)处于在色心晶体(2)后，输出镜(1)之前，位于激光器外壳的侧面，不在激光器主光轴光路上；光电探测器组件(7)放置在干涉滤色片(6)的光轴上，并分别与脉冲计数电路(8)、脉冲周期计时电路(9)相连接；脉冲计数电路(8)、脉冲周期计时电路(9)同时连接到程控控制器(10)；程控控制器(10)与上位机(11)相连；上...

【专利技术属性】
技术研发人员：来建成，郭嘉民，李振华，王春勇，严伟，纪运景，赵艳，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32