激光器的输出控制装置及其控制方法、激光测风雷达制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光器的输出控制装置及其控制方法、激光测风雷达，该激光器的输出控制装置包括同步信号发生器以及在连续单频激光器出射光路上依次排布的开关调制型声光调制器和线性调制型声光调制器；同步信号发生器的输入端分别接收时钟信号、脉宽信号、上升时间信号以及步进信号；同步信号发生器根据其接收的信号，控制开关调制型声光调制器将连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形为方波的脉冲激光，控制线性调制型声光调制器将第一波形调制为第二波形为上升沿增益小于下降沿的类梯形波。本发明专利技术实施例能够优化脉冲激光的输出波形，提高脉冲激光的输出能量。

【技术实现步骤摘要】
激光器的输出控制装置及其控制方法、激光测风雷达
本专利技术实施例涉及激光器领域，尤其涉及激光器的输出控制装置及其控制方法、激光测风雷达。
技术介绍
精确的大气风场观测对提高天气预报的准确性、风暴预报的准确性、改进气候研究模型、军事环境预报、预报可能的生物武器释放环境以提高国防安全等方面具有重大意义。目前，主要的大气风场测量手段有多普勒声雷达、微波雷达和激光测风雷达。其中，由于激光具有单色性、相干性强的特点，而且波长较短，因此利用气溶胶的后向散射光，就能够获得足够强的多普勒测风信息，有利于探测微风速，具有较高的测风精度，使得激光测风雷达在测风领域具有不可替代的优势。现有的激光测风雷达，通过激光器的输出控制装置，使连续单频激光器输出的连续激光转换为脉冲激光，激光器的输出控制装置包括两级开关调制型声光调制器，经过两级开关调制型声光调制器调制出的脉冲激光输出后经过光放大器，使得上升沿的增益很大进而形成一个尖峰，这个尖峰导致光放大器产生非线性效应，降低放大器的峰值功率，严重的会导致脉冲分裂，脉冲更宽时，这个效应会更加明显。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种激光器输出控制装置、方法及激光测风雷达，以优化脉冲激光的输出波形，提高脉冲激光的输出能量。第一方面，本专利技术实施例提供一种激光器输出控制装置，用于使连续单频激光器输出的连续激光转换为脉冲激光，包括同步信号发生器以及在所述连续单频激光器出射光路上依次排布的开关调制型声光调制器和线性调制型声光调制器；所述同步信号发生器的输入端分别接收时钟信号、脉宽信号、上升时间信号以及步进信号；所述同步信号发生器的第一输出端与开关调制型声光调制器电连接，所述同步信号发生器的第二输出端与线性调制型声光调制器电连接；所述同步信号发生器用于根据所述时钟信号和所述脉宽信号，控制所述开关调制型声光调制器将所述连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光；其中，所述第一波形为方波；所述同步信号发生器还用于根据所述时钟信号、所述脉宽信号、所述上升时间信号以及所述步进信号，控制所述线性调制型声光调制器将所述第一波形调制为第二波形；其中，所述第二波形为类梯形波。可选的，所述同步信号发生器包括逻辑控制模块和数模转换模块；所述逻辑控制模块用于分别接收时钟信号、脉宽信号、上升时间信号以及步进信号，并根据所述时钟信号和所述脉宽信号输出第一数字信号至所述数模转换模块；以及根据所述时钟信号、所述脉宽信号、所述上升时间信号以及所述步进信号输出第二数字信号至所述数模转换模块；其中，所述第一数字信号包括所述数模转换；所述数模转换模块的第一输出端与所述开关调制型声光调制器电连接，所述数模转换模块的第二输出端与所述线性调制型声光调制器电连接；所述数据转换模块用于将所述第一数字信号转换为第一模拟信号，以控制所述开关调制型声光调制器将所述连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光，以及将所述第二数字信号转换为第二模拟信号，以控制所述线性调制型声光调制器将所述第一波形调制为第二波形。可选的，所述逻辑控制模块包括计数器单元、存储单元、数模转换器单元、第一比较器单元、第二比较器单元、第一选择器单元和第二选择器单元；所述计数器单元用于在每个所述时钟信号的上升沿时，计数值加一；所述第一比较器单元用于比较所述计数值与所述脉宽信号的大小，并输出第一比较结果至所述第一选择器单元和所述数模转换器单元；所述数模转换器单元用于根据所述第一比较结果，输出第一数字信号的最大值或最小值；其中，所述第一数字信号的最大值为所述数模转换器单元的最大输出值，所述第一数字信号的最小值为所述数模转换器单元的最小输出值；所述第二比较器单元用于比较所述计数值和所述上升时间信号，并输出第二比较结果至所述第二选择器单元；所述第一选择器单元用于根据所述第一比较结果，选择输出第一地址数据至所述存储单元；所述第二选择器单元用于根据所述第二比较结果，选择输出第二地址数据至所述存储单元；所述存储单元包括多个存储地址，每个所述存储地址对应存储一个所述第二数字信号，且各所述存储地址中前一存储地址存储的所述第二数字信号小于后一存储地址所述第二数字信号；所述存储单元用于根据所述第一地址数据、所述第二地址数据和所述步进信号，控制预设存储地址中的所述第二数字信号输出；其中，所述存储单元的存储地址中存储的所述第二数字信号为预设上升沿的数字信号。可选的，所述同步信号发生器的输入端还接收复位信号；所述计数器还用于根据所述复位信号，在计数值达到预设计数值时，将所述计数值清零。可选的，所述同步信号发生器还包括第一信号放大模块和第二信号放大模块；所述第一信号放大模块电连接于所述数模转换模块的第一输出端与所述开关调制型声光调制器之间；所述第一信号放大模块用于对所述第一模拟信号进行信号放大；所述第二信号放大模块电连接于所述数模转换模块的第二输出端与所述线性调制型声光调制器之间；所述第二信号放大模块用于对所述第二模拟信号进行信号放大。可选的，所述第一信号放大模块和所述第二信号放大模块均包括两级信号放大器。可选的，还包括光放大器，所述光放大器用于将所述第二波形的脉冲激光放大为第三波形的脉冲激光；其中，所述第三波形为类梯形波。第二方面，本专利技术实施例还提供一种激光器输出控制方法，采用上述任一所述的激光器输出控制装置执行，包括：所述同步信号发生器分别获取时钟信号、脉宽信号、上升时间信号以及步进信号；所述同步信号发生器根据所述时钟信号和所述脉宽信号，控制所述开关调制型声光调制器将所述连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光；其中，所述第一波形为方波；所述同步信号发生器根据所述时钟信号、所述脉宽信号、所述上升时间信号以及所述步进信号，控制所述线性调制型声光调制器将所述第一波形调制为第二波形；其中，所述第二波形为类梯形波。可选的，所述同步信号发生器根据所述时钟信号和所述脉宽信号，控制所述开关调制型声光调制器将所述连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光，包括：根据所述时钟信号进行计数，并在每个所述时钟信号的上升沿时，计数值加一；判断所述计数值是否大于所述脉宽信号；若是，则输出第一数字信号的最小值；若否，则输出第一数字信号的最大值；所述同步信号发生器根据所述时钟信号、所述脉宽信号、所述上升时间信号以及所述步进信号，控制所述线性调制型声光调制器将所述第一波形调制为第二波形，包括：根据所述时钟信号进行计数，并在每个所述时钟信号的上升沿时，计数值加一；判断所述计数值是否大于所述脉宽信号；若是，则输出第二数字信号的最小值；判断所述计数值是否大于所述上升时间信号；若是，则输出第二数字信号的最大值；若否，则根据所述步进信号输出第二数字信号的步进抽样信号；其中，所述同步信号发生器至少包括数模转换器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光器的输出控制装置，其特征在于，用于使连续单频激光器输出的连续激光转换为脉冲激光，包括：同步信号发生器以及在所述连续单频激光器出射光路上依次排布的开关调制型声光调制器和线性调制型声光调制器；/n所述同步信号发生器的输入端分别接收所述时钟信号、所述脉宽信号、所述上升时间信号以及所述步进信号；所述同步信号发生器的第一输出端与开关调制型声光调制器电连接，所述同步信号发生器的第二输出端与线性调制型声光调制器电连接；/n所述同步信号发生器用于根据所述时钟信号和所述脉宽信号，控制所述开关调制型声光调制器将所述连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光；其中，所述第一波形为方波；/n所述同步信号发生器还用于根据所述时钟信号、所述脉宽信号、所述上升时间信号以及所述步进信号，控制所述线性调制型声光调制器将所述第一波形调制为第二波形；其中，所述第二波形为类梯形波。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光器的输出控制装置，其特征在于，用于使连续单频激光器输出的连续激光转换为脉冲激光，包括：同步信号发生器以及在所述连续单频激光器出射光路上依次排布的开关调制型声光调制器和线性调制型声光调制器；
所述同步信号发生器的输入端分别接收所述时钟信号、所述脉宽信号、所述上升时间信号以及所述步进信号；所述同步信号发生器的第一输出端与开关调制型声光调制器电连接，所述同步信号发生器的第二输出端与线性调制型声光调制器电连接；
所述同步信号发生器用于根据所述时钟信号和所述脉宽信号，控制所述开关调制型声光调制器将所述连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光；其中，所述第一波形为方波；
所述同步信号发生器还用于根据所述时钟信号、所述脉宽信号、所述上升时间信号以及所述步进信号，控制所述线性调制型声光调制器将所述第一波形调制为第二波形；其中，所述第二波形为类梯形波。


2.根据权利要求1所述的激光器的输出控制装置，其特征在于，所述同步信号发生器包括逻辑控制模块和数模转换模块；
所述逻辑控制模块用于分别接收时钟信号、脉宽信号、上升时间信号以及步进信号，并根据所述时钟信号和所述脉宽信号输出第一数字信号至所述数模转换模块；以及根据所述时钟信号、所述脉宽信号、所述上升时间信号以及所述步进信号输出第二数字信号至所述数模转换模块；
所述数模转换模块的第一输出端与所述开关调制型声光调制器电连接，所述数模转换模块的第二输出端与所述线性调制型声光调制器电连接；所述数据转换模块用于将所述第一数字信号转换为第一模拟信号，以控制所述开关调制型声光调制器将所述连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光，以及将所述第二数字信号转换为第二模拟信号，以控制所述线性调制型声光调制器将所述第一波形调制为第二波形。


3.根据权利要求2所述的激光器的输出控制装置，其特征在于，所述逻辑控制模块包括计数器单元、存储单元、数模转换器单元、第一比较器单元、第二比较器单元、第一选择器单元和第二选择器单元；
所述计数器单元用于在每个所述时钟信号的上升沿时，计数值加一；
所述第一比较器单元用于比较所述计数值与所述脉宽信号的大小，并输出第一比较结果至所述第一选择器单元和所述数模转换器单元；
所述数模转换器单元用于根据所述第一比较结果，输出第一数字信号的最大值或最小值；其中，所述第一数字信号的最大值为所述数模转换器单元的最大输出值，所述第一数字信号的最小值为所述数模转换器单元的最小输出值；
所述第二比较器单元用于比较所述计数值和所述上升时间信号，并输出第二比较结果至所述第二选择器单元；
所述第一选择器单元用于根据所述第一比较结果，选择输出第一地址数据至所述存储单元；
所述第二选择器单元用于根据所述第二比较结果，选择输出第二地址数据至所述存储单元；
所述存储单元包括多个存储地址，每个所述存储地址对应存储一个所述第二数字信号，且各所述存储地址中前一存储地址存储的所述第二数字信号小于后一存储地址所述第二数字信号；所述存储单元用于根据所述第一地址数据、所述第二地址数据和所述步进信号，控制预设存储地址中的所述第二数字信号输出；其中，所述存储单元的存储地址中存储的所述第二数字信号为预设上升沿的数字信号。


4.根据权利要求3所述的激光器的输出控制装置，其特征在于，所述同步信号发生器的输入端还接收复位信号；
所述计数器还用于根据所述复位信号，在计数值达到预设计数值时，将所述计数值清零。


5.根据权利要求2所述的激光器的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：张贵平，
申请(专利权)人：上海瀚宇光纤通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31