一种用于调控激光器激光输出功率的光反馈控制装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种用于调控激光器激光输出功率的光反馈控制装置，该光反馈控制装置包括通过线路相连的光控单元（1）和PWM信号发生器（2），光控单元（1）用于按照设定比例采样激光谐振腔（31）输出的激光、确定激光输出功率的变化率并生成相应的控制PWM信号发生器（2）的模拟信号；PWM信号发生器（2）通过线路与激光器（3）中的射频电路（32）、激光谐振腔（31）的射频馈头依次相连，PWM信号发生器（2）生成的相应激励信号依次输送给射频电路（32）和射频馈头，射频馈头根据激励信号调整激光谐振腔（31）中激光工作介质的激励强度。本实用新型专利技术的光反馈控制装置能够将激光输出功率的波动范围保持在

An optical feedback control device for regulating laser output power

【技术实现步骤摘要】
一种用于调控激光器激光输出功率的光反馈控制装置


[0001]本技术涉及射频二氧化碳激光器
，具体地说是一种用于调控激光器激光输出功率的光反馈控制装置。

技术介绍

[0002]射频二氧化碳激光器的输出功率通常会有
±
5%的波动，导致功率波动的主要原因一般有两个方面，一是激光器运行时谐振腔本体的温度变化导致机械结构变形引起功率波动，二是由金属制成的谐振腔本体的应力释放导致机械结构变形引起功率波动，上述两个原因都会使激光器在运行过程中谐振腔的机械结构会发生微形变，该形变使激光输出功率出现了范围约为
±
5%的波动，在激光器运行过程中输出功率在该范围内持续波动。当激光输出功率波动时，激光打标质量的稳定性会下降，易出现标刻字迹深浅不均匀等现象，为了提高激光打标质量，就需要提高激光输出功率的稳定性，尽量减小激光输出功率的波动。

技术实现思路

[0003]本技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种用于调控激光器激光输出功率的光反馈控制装置，该光反馈控制装置通过光控单元采样并输出模拟信号、通过PWM信号发生器输出相应的激励信号给激光器的射频电路以调整激光谐振腔中激光工作介质的激励强度，从而对射频二氧化碳激光器的激光输出功率进行实时调控，提高射频二氧化碳激光器输出功率的稳定性。
[0004]本技术的目的是通过以下技术方案解决的：
[0005]一种用于调控激光器激光输出功率的光反馈控制装置，其特征在于：该光反馈控制装置包括通过线路相连的光控单元和PWM信号发生器，光控单元用于按照设定比例采样激光谐振腔输出的激光、确定激光输出功率的变化率并生成相应的控制PWM信号发生器的模拟信号；PWM信号发生器通过线路与激光器中的射频电路相连、射频电路通过线路与激光谐振腔的射频馈头相连，PWM信号发生器接收光控单元发出的模拟信号并将生成的相应激励信号依次输送给射频电路和射频馈头，射频馈头根据激励信号调整激光谐振腔中激光工作介质的激励强度，从而改变激光输出功率。
[0006]激光输出功率的变化方向与光控单元输出的模拟信号的变化方向相反。
[0007]所述的光控单元输出的模拟信号的变化方向与PWM信号发生器向射频电路输送的激励信号的占空比的变化方向相同。
[0008]所述的光控单元按照2%
‑
4%的比例采样激光谐振腔输出的激光。
[0009]所述的光反馈控制装置能够将激光谐振腔的激光输出功率的波动范围控制在
±
0.65%。
[0010]所述的光控单元包括分光镜、光电传感器和信号处理器，分光镜设置在激光谐振腔输出端的外侧并能够将激光谐振腔输出的激光束按照设定比例反射给光电传感器，与信号处理器通过线路相连的光电传感器用于将入射的激光转换为电信号并输出给信号处理
器，与PWM信号发生器通过线路相连的信号处理器用于将电信号放大并向PWM信号发生器输出相应的模拟信号以改变PWM信号发生器输出的激励信号的占空比。
[0011]所述的分光镜与激光谐振腔输出的激光束的传输方向成45
°
角设置。
[0012]所述分光镜的本体由硒化锌材料制成，分光镜的两个镜面上分别镀有增透膜和反射膜且镀有反射膜的一面朝向激光谐振腔的输出端。
[0013]所述的分光镜对激光谐振腔输出的激光束的透过率为96%
‑
98%、反射率为2%
‑
4%。
[0014]本技术相比现有技术有如下优点：
[0015]本技术的光反馈控制装置通过实时采样射频二氧化碳激光器的激光输出功率以实时确定激光输出功率的变化率、并基于该变化率输出相应的控制PWM信号发生器的模拟信号，PWM信号发生器接收该模拟信号并输出相应的激励信号给激光器的射频电路以调整激光谐振腔中激光工作介质的激励强度，从而反向改变激光输出功率的大小；该光反馈控制装置能够对射频二氧化碳激光器的激光输出功率进行实时调控，使激光输出功率的波动范围从
±
5%降到
±
0.65%，大幅度提高射频二氧化碳激光器输出功率的稳定性。
附图说明
[0016]附图1为本技术的用于调控激光器激光输出功率的光反馈控制装置的原理图。
[0017]其中：1—光控单元；11—分光镜；12—光电传感器；13—信号处理器；2—PWM信号发生器；3—激光器；31—激光谐振腔；32—射频电路。
具体实施方式
[0018]下面结合附图与实施例对本技术作进一步的说明。
[0019]如图1所示：一种用于调控激光器激光输出功率的光反馈控制装置，该光反馈控制装置包括通过线路相连的光控单元1和PWM信号发生器2，光控单元1用于按照2%
‑
4%的比例采样激光谐振腔31输出的激光、确定激光输出功率的变化率并生成相应的控制PWM信号发生器2的模拟信号，激光输出功率的变化方向与光控单元1输出的模拟信号的变化方向相反；PWM信号发生器2通过线路与激光器3中的射频电路32相连、射频电路32通过线路与激光谐振腔31的射频馈头相连，PWM信号发生器2接收光控单元1发出的模拟信号并将生成的相应激励信号依次输送给射频电路32和射频馈头，光控单元1输出的模拟信号的变化方向与PWM信号发生器2向射频电路32输送的激励信号的占空比的变化方向相同，射频馈头根据激励信号调整激光谐振腔31中激光工作介质的激励强度，从而改变激光输出功率；该光反馈控制装置能够将激光谐振腔31的激光输出功率的波动范围控制在
±
0.65%。
[0020]进一步的说，光控单元1包括分光镜11、光电传感器12和信号处理器13，分光镜11设置在激光谐振腔31输出端的外侧且分光镜11与激光谐振腔31输出的激光束的传输方向成45
°
角设置，分光镜11的本体由硒化锌材料制成，分光镜11的两个镜面上分别镀有增透膜和反射膜且镀有反射膜的一面朝向激光谐振腔31的输出端，该分光镜11对激光谐振腔31输出的激光束的透过率为96%
‑
98%、反射率为2%
‑
4%；激光谐振腔31输出的激光束入射到分光镜11后被分为设定的两部分：96%
‑
98%的激光透过分光:11沿原光路方向传输至激光应用端、2%
‑
4%的激光被分光镜11镀有反射膜的一面反射后成为光控单元1的采样激光，该采样
激光1较原光路偏转90
°
后入射光电传感器12，光电传感器12将该激光信号转换为电信号并输出给信号处理器13，激光谐振腔31的激光输出功率与经分光镜11反射的采样激光功率成正比、进而与光电传感器12传输给信号处理器13的电信号的大小成正比，与信号处理器13通过线路相连的光电传感器12用于将入射的激光转换为电信号并输出给信号处理器13，与PWM信号发生器2通过线路相连的信号处理器13用于将电信号放大并向PWM信号发生器2输出相应本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于调控激光器激光输出功率的光反馈控制装置，其特征在于：该光反馈控制装置包括通过线路相连的光控单元（1）和PWM信号发生器（2），光控单元（1）用于按照设定比例采样激光谐振腔（31）输出的激光、确定激光输出功率的变化率并生成相应的控制PWM信号发生器（2）的模拟信号；PWM信号发生器（2）通过线路与激光器（3）中的射频电路（32）相连、射频电路（32）通过线路与激光谐振腔（31）的射频馈头相连，PWM信号发生器（2）接收光控单元（1）发出的模拟信号并将生成的相应激励信号依次输送给射频电路（32）和射频馈头，射频馈头根据激励信号调整激光谐振腔（31）中激光工作介质的激励强度，从而改变激光输出功率。2.根据权利要求1所述的用于调控激光器激光输出功率的光反馈控制装置，其特征在于：激光输出功率的变化方向与光控单元（1）输出的模拟信号的变化方向相反。3.根据权利要求1所述的用于调控激光器激光输出功率的光反馈控制装置，其特征在于：所述的光控单元（1）输出的模拟信号的变化方向与PWM信号发生器（2）向射频电路（32）输送的激励信号的占空比的变化方向相同。4.根据权利要求1所述的用于调控激光器激光输出功率的光反馈控制装置，其特征在于：所述的光反馈控制装置能够将激光谐振腔（31）的激光输出功率的波动范围控制在
±
0.65%。5.根据权利要求1所述的用于调控激光器激光输出功率的光反馈控制装置，其特征在于：所述的光控单元（1）按照2%
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐友清，
申请(专利权)人：南京晨锐腾晶激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：