可靠控制半导体激光器输出功率装置，系统及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可靠控制半导体激光器输出功率装置，系统及方法。它包括紧急停止开关，它还包括：两个处理器，分别用于接收紧急停止开关控制信号，激光功率信号以及状态信号；功率信号控制单元，用于接收两个处理器的功率信号，比较功率信号，控制功率输出信号；逻辑运算单元，用于分别接收两个处理器状态信号，比较状态信号，控制状态输出信号；多路选择器，用于接收控制状态输出信号，选择电流信号的通路。本发明专利技术采用两个处理器以及逻辑运算单元对软件及硬件状态进行检测比较，在软件失效或硬件故障都能有效避免错误的激光功率输出，与传统方案相比既可以使用软件控制激光输出功率又能满足安全规范要求。

【技术实现步骤摘要】
可靠控制半导体激光器输出功率装置，系统及方法
本专利技术属于激光器功率控制技术，具体涉及一种在需要紧急停止激光器发射时的控制技术。
技术介绍
激光医疗应用更是将安全应用激光作为产品强制标准，如GB9706中都明确要求医用激光产品必须具有紧急停止激光发射开关可以在紧急时刻终止激光发射、定时停止激光发射功能具有两个独立的时间控制装置、紧急停止激光发射开关必须是由硬件控制不能使用纯软件功能等。传统激光器功率控制方法如附图1所示，在激光器驱动电源2之前增加由紧急停止开关5直接控制的继电器1，当紧急停止开关5断开时激继电器1断开了激光器驱动电源2供电达到激光停止发射目的。但这种方案需要关闭激光驱动电源供电，通常激光驱动电源中存在其他附加监控功能当停止供电时也同时会造成这部分功能无法工作，当紧急故障解除时激光驱动电源需要重新通电而对于大部分激光器需要经过等待经历软起动、自检、预热等过程需要等待较长时间。调节激光功率常使用可调电位器4控制激光驱动电源2的输出达到调节激光功率的目的，但这种方法无法通过软件进行激光功率调节，在功能和用户体验上已经不能满足要求。传统控制激光功率方法如附图2所示为了避免突然关闭激光电源造成的使用不便和无法通过软件控制激光功率的缺点，在传统方法的基础上增加数字模拟转换器203、处理器205后通过处理器周期性的读取紧急停止开关204信号，当发现紧急停止开关204断开后处理器205控制数字模拟转换器203将模拟输出降低到零；此时激光器驱动电源201在模拟控制信号的作用下将激光器202驱动电流降低达到停止激光发射的目的。该方案的优点是可以通过软件控制激光输出功率、紧急停止激光时无需关闭整体电源供电的优点。但该方案在需要可靠性、安全性要求较高的应用场合无法满足各国强制安全标准，当处理器205存在软件缺陷或受到干扰复位死机时都将造成激光功率控制失效。CN103384949B公开一种《禁止对激光源的未经授权的访问》；其安全单元包括，包括用于检测未经授权访问激光源的检测器，并且该安全单元适于在未经授权访问激光源时，导致使得激光源被永久禁用。其实质是一种激光器在未经授权使用时，不可逆的将激光源停止使用的技术方案。不适用于上述场合。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有基于软件控制紧急停止时，软件失效导致激光功率控制失效的问题，提出可靠控制半导体激光器输出功率装置，系统及方法。本专利技术有多的技术方案：其中之一是：可靠控制半导体激光器输出功率装置，它包括紧急停止开关，它还包括：至少两个处理器，分别用于接收紧急停止开关控制信号，激光功率信号以及状态信号；功率信号控制单元，用于接收至少两个处理器的功率信号，比较功率信号，控制功率输出信号；逻辑运算单元，用于分别接收至少两个处理器状态信号，比较状态信号，控制状态输出信号；多路选择器，用于接收控制状态输出信号，选择电流信号的通路。本专利技术采用至少两个处理器以及逻辑运算单元对软件及硬件状态进行比较，在软件失效或硬件故障都能有效避免错误的激光功率输出，与传统方案相比既可以使用软件控制激光输出功率又能满足安全规范要求。进一步优化的技术方案是：所述功率信号控制单元包括：比较器：用于接收两个处理器的激光功率信号，判断两个功率信号，输出功率信号；数字模拟转换器，用于将接收到的输出功率数字信号转化为模拟信号予以输出。以数字化的数据比较以及模拟量的功率信号的输出使得装置相应速度快，控制效率高。进一步优化的技术方案是：所述逻辑运算单元包括：计数器：用于分别接收两个处理器状态信号，输出开关量信号；逻辑运算器，接收开关量信号，比较运算开关量信号后，控制状态输出信号。通过计数器作为状态开关量的输出，有利于逻辑运算器的运算比较，简化装置的运行结构，提高装置的运行效率。进一步优化的技术方案是：它还包括：激光功率计，用于检测半导体激光器的输出功率状态，并输出功率状态到逻辑运算单元。激光功率计检测体激光器的功率状态，当激光功率大于等于阈值功率P时输出高电平、低于阈值功率P时输出低电平，功率状态触发逻辑运算单元，实现对多路选择器控制。本专利技术的技术方案之二是将上述装置用于激光系统中：它包括上述的可靠控制半导体激光器输出功率装置，还包括激光驱动电源，接收功率信号控制单元的功率输出信号，连接多路选择器；半导体激光器，连接多路选择器；在实际工作时，根据紧急停止的状态，多路选择器选择是否将激光驱动电源与半导体激光器之间的电路切断。进一步优化的技术方案是：它还包括激光功率计，用于检测半导体激光器的输出功率状态，并输出功率状态到逻辑运算单元。进一步优化的技术方案是：它还包括分光镜，用于将半导体激光器输出的激光分成反射激光和工作激光，反射激光输出到激光功率计。利用分光镜分光检测激光功率，既不影响激光的正常工作状态，又能检测到激光输出功率状态。本专利技术的技术方案之三是可靠控制半导体激光器输出功率方法：利用至少两个处理器的激光功率信号以及状态信号比较判断紧急停止和/或故障状态，控制激光驱动电源通断以及选择多路选择器电流信号的通路。进一步优化的技术方案是：所述状态信号包括至少两个处理器的运行状态和/或半导体激光器输出功率状态。进一步优化的技术方案是：至少两个处理器的运行状态，半导体激光器输出功率状态是通过逻辑运算单元比较运算实现。本专利技术由至少两个独立工作的处理器同时进行激光功率控制，当任意一个处理器出现软件或硬件故障都能有效避免错误的激光功率输出，与传统方案相比既可以使用软件控制激光输出功率又能满足安全规范要求。激光功率计阈值功率P可以满足国际对激光安全分类的要求，通常选取阈值功率P小于5mW的激光被划分为一类激光其长期照射对皮肤、人眼无伤害不会引起可燃物起火。正常状态时接受到紧急停止激光信号后终止激光发射无需断开激光器驱动电源输入，且在处理器出现故障时紧急停止信号可由多路选择器、逻辑运算器、计时器、激光功率计组成的纯硬件装置结束激光发射。故障状态下出现停止激光信号到激光停止发射的最长时间可控且为定值N，改变N值即可控制异常状态到激光停止发射的失控时间。故障状态或关机状态半导体激光器输入端与地短路，可保护半导体激光器免受过电流电压和静电的损伤。附图说明图1现有技术方案1结构示意图。图2现有技术方案2结构示意图。图3本专利技术实施例结构示意图。图4多路选择器示意图。图5分光镜光路示意图。具体实施方式下列具体实施方式用于对本专利技术权利要求技术方案的解释，以便本领域的技术人员理解本权利要求书。本专利技术的保护范围不限于下列具体的实施结构。本领域的技术人员做出的包含有本专利技术权利要求书技术方案而不同于下列具体实施方式的也是本专利技术的保护范围。如图3所示，实施例一：本专利技术装置包括紧急停止开关310是一种广义的紧急停止激光开关可以是激光停止本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可靠控制半导体激光器输出功率装置，它包括紧急停止开关，其特征在于，它还包括：/n至少两个处理器，分别用于接收紧急停止开关控制信号，输出激光功率信号以及状态信号；/n功率信号控制单元，用于接收两个处理器的功率信号，比较功率信号，控制功率输出信号；/n逻辑运算单元，用于分别接收至少两个处理器状态信号，比较状态信号，控制状态输出信号；/n多路选择器，用于接收控制状态输出信号，选择电流信号的通路。/n

【技术特征摘要】
1.一种可靠控制半导体激光器输出功率装置，它包括紧急停止开关，其特征在于，它还包括：
至少两个处理器，分别用于接收紧急停止开关控制信号，输出激光功率信号以及状态信号；
功率信号控制单元，用于接收两个处理器的功率信号，比较功率信号，控制功率输出信号；
逻辑运算单元，用于分别接收至少两个处理器状态信号，比较状态信号，控制状态输出信号；
多路选择器，用于接收控制状态输出信号，选择电流信号的通路。


2.如权利要求1所述可靠控制半导体激光器输出功率装置，其特征在于所述功率信号控制单元包括：
比较器：用于接收两个处理器的激光功率信号，判断两个功率信号，输出功率信号；
数字模拟转换器，用于将接收到的输出功率数字信号转化为模拟信号予以输出。


3.如权利要求1所述可靠控制半导体激光器输出功率装置，其特征在于所述逻辑运算单元包括：
计数器：用于分别接收两个处理器状态信号，输出开关量信号；
逻辑运算器，接收开关量信号，比较运算开关量信号后，控制状态输出信号。


4.如权利要求1或3所述可靠控制半导体激光器输出功率装置，其特征在于它还包括：
激光功率计，用于检测半导体激光器的输出功率状态，并输出功率状态到逻辑运算单元。
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【专利技术属性】
技术研发人员：林卿，
申请(专利权)人：武汉凌云光电科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42