一种准连续激光器及控制电路制造技术

本实用新型专利技术具体涉及一种准连续激光器及控制电路，激光器包括：指示光装置、泵浦激光器、合束器、高反光栅、增益光纤、低反光栅、剥除器和输出头；所述指示光装置的输出端和合束器的输入端熔接，所述泵浦激光器有N个，所述合束器内有N+1根输入光纤，N个所述泵浦激光器与合束器中N根输入光纤熔接，所述合束器的输出光纤与高反光栅的输入端熔接，所述高反光栅输出端与增益光纤的一端熔接，所述增益光纤另一端和低反光栅的输入端熔接，低反光栅的输出端和剥除器的输入端熔接，剥除器与输出头熔接；本准连续激光器采用恒流源控制电路驱动泵浦源出光，实现了一款激光器同时具备连续激光器的大功率特性和脉冲激光器的高峰值功率的特性，满足工业需求。满足工业需求。满足工业需求。

【技术实现步骤摘要】
一种准连续激光器及控制电路


[0001]本技术涉及激光器制造
，具体涉及一种准连续激光器及控制电路。

技术介绍

[0002]准连续激光器也被称为长脉冲光纤激光器，它是光纤激光器中的一种，在材料加工行业上常常需要数千瓦峰值功率，数焦的脉冲激光。对于连续光纤激光器来说，在调试模式下也能产生脉冲激光，但峰值功率较低。对于调Q光纤激光器来说，可以实现较高的峰值功率，但激光能量较低。所以准连续激光器是填补了连续激光器与调Q脉冲激光器的空白。与传统的连续激光器不同，其峰值和平均功率在连续和调制模式中总是相同的，而准连续激光器在脉冲模式下的峰值功率要比平均功率高出10倍。因此，这样能够在从几十赫兹到几千赫兹的重复频率下产生具有高能量的微秒和毫秒脉冲，并且可实现数千瓦的平均功率和峰值功率。
[0003]准连续激光器在微秒至毫秒的脉宽下提供数焦耳到数十焦耳的脉冲能量。它们还在高达100KHz的脉冲重复频率下提供高出几倍的最大平均功率(从150W到超过2kW)。此外，准连续激光器还能够在连续/调制模式下工作，占空比高达100％。由于其较高的平均功率和脉冲重复频率，准连续激光器显著提高了加工速度以及生产效率。但现有准连续激光器不能同时满足高峰值功率和窄脉宽的特性。

技术实现思路

[0004]因此，本技术要解决的技术问题在于克服现有技术中准连续激光器高峰值功率和窄脉宽的特性不兼得的缺陷，从而提供一种准连续激光器及控制电路。
[0005]一种准连续激光器，包括：指示光装置、泵浦激光器、合束器、高反光栅、增益光纤、低反光栅、剥除器和输出头；
[0006]所述指示光装置的输出端和所述合束的输入端熔接，所述泵浦激光器有N个，所述合束器内有N+1根输入光纤，N个所述泵浦激光器与合束器中N根输入光纤熔接，所述合束器的输出光纤与高反光栅的输入端熔接，所述高反光栅输出端与增益光纤的一端熔接，所述增益光纤另一端和低反光栅的输入端熔接，所述低反光栅的输出端和剥除器的输入端熔接，所述剥除器与输出头熔接；所述准连续激光器采用恒流源控制电路驱动泵浦源出光。
[0007]进一步，所述激光器调制脉冲功率的占空比可实现从0％到100％的调节，所述激光器的调制脉冲功率的占空比低于100％时，处于调制模式，调制脉冲功率的占比等于100％则处于连续模式。
[0008]进一步，所述泵浦激光器固定在风冷板上，所述风冷板为锯齿结构。
[0009]进一步，所述增益光纤为12/250芯径的增益光纤。
[0010]进一步，所述输出头为准直输出头。
[0011]一种准连续激光器的控制电路，包括：控制板、驱动板、驱动电源、光电探测器、温度采集和风扇驱动板；
[0012]所述光电探测器、温度采集和风扇驱动板都与所述控制板连接，所述控制板通过控制接口与所述驱动板连接，所述驱动板与所述驱动电源连接。
[0013]进一步，所述驱动板包含三路LD驱动电路，分别为驱动电路1、驱动电路2和驱动电路3。
[0014]进一步，所述驱动电路1包括：第一运算放大器、第一P型MOS管、第一激光器泵浦源、第一N型MOS管和第一采样电；
[0015]所述第一P型MOS管连接所述第一激光器泵浦的一端，所述第一激光器泵浦源的另一端连接所述第一N型MOS管，N型MOS管的另一端通过第一采样所述电阻连接GND，所述第一运算放大器的输出端连接所述第一N型MOS管，第一运算放大器的反向输入端连接第一所述采样电阻的上端，第一运算放大器的正向输入端连接控制接口，所述驱动电源连接驱动板上的P型MOS管的一端以提供电源。
[0016]进一步，所述驱动电路2包括：第二运算放大器、第二P型MOS管、第二激光器泵浦源、第二N型MOS管和第二采样电阻；
[0017]所述第二P型MOS管连接所述第二激光器泵浦源的一端，所述第二激光器泵浦源的另一端连接所述第二N型MOS管的一端，所述第二N型MOS管的另一端通过所述第二采样电阻连接GND，所述第二运算放大器的输出端连接所述第二N型MOS管，第二运算放大器的反向输入端连接采样电阻的上端，第二运算放大器的正向输入端连接控制接口，所述驱动电源连接驱动板上的第二P型MOS管的一端以提供电源。
[0018]进一步，所述驱动电路3包括：第三运算放大器、第三P型MOS管、第三激光器泵浦源、第三N型MOS管和第三采样电阻；
[0019]所述第三P型MOS管的一端连接所述第三激光器泵浦源的一端，所述第三激光器泵浦源的另一端连接所述第三N型MOS管的一端，所述第三N型MOS管的另一端通过所述第三采样电阻连接GND，所述第三运算放大器的输出所述第三连接N型MOS，所述第三运算放大器的反向输入端连接所述第三采样电阻的上端，所述第三运算放大器的正向输入端连接控制接口，所述驱动电源连接驱动板上的P型MOS管的一端以提供电源。
[0020]本连续激光器能实现调制脉冲功率的占空比0％到100％的调节，通过这种调制方式，实现了一款激光器同时具备连续激光器的大功率特性和脉冲激光器的高峰值功率的特性，满足了工业需求；本准连续光纤激光器的峰值功率可达连续模式下平均功率的10倍，可在50μs
‑
50ms的长脉冲中，提供数十焦耳的脉冲能量。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为准连续激光器的光路设计示意图；
[0023]图2为准连续激光器的电路设计示意图；
[0024]图3为准连续激光器的光脉冲示意图；
[0025]附图标记说明：
[0026]1‑
1、指示光装置；1
‑
2、泵浦激光器；1
‑
3、合束器；
[0027]1‑
4、高反光栅；1
‑
5、增益光纤；1
‑
6、低反光栅；
[0028]1‑
7、剥除器；1
‑
8、输出头；
[0029]2‑
1、控制板；2
‑
2、驱动板；2
‑2‑
1、第一运算放大器；
[0030]2‑2‑
2、第一P型MOS管；2
‑2‑
3、第一激光器泵浦源；
[0031]2‑2‑
4、第一N型MOS管；2
‑2‑
5、第一采样电阻；
[0032]2‑2‑
6、第二运算放大器；2
‑2‑
7、第二P型MOS管；
[0033]2‑2‑
8、第二激光器泵浦源；2
‑2‑
9、第二N型MOS管；
[0034]2‑3‑
0、第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种准连续激光器，其特征在于，包括：指示光装置(1
‑
1)、泵浦激光器(1
‑
2)、合束器(1
‑
3)、高反光栅(1
‑
4)、增益光纤(1
‑
5)、低反光栅(1
‑
6)、剥除器(1
‑
7)和输出头(1
‑
8)；所述指示光装置(1
‑
1)的输出端和所述合束器(1
‑
3)的输入端熔接，所述泵浦激光器(1
‑
2)共有N个，所述合束器(1
‑
3)内有N+1根输入光纤，N个所述泵浦激光器(1
‑
2)与合束器(1
‑
3)中N根输入光纤熔接，所述合束器(1
‑
3)的输出光纤与高反光栅(1
‑
4)的输入端熔接，所述高反光栅(1
‑
4)输出端与增益光纤(1
‑
5)的一端熔接，所述增益光纤(1
‑
5)另一端和低反光栅(1
‑
6)的输入端熔接，所述低反光栅(1
‑
6)的输出端和剥除器(1
‑
7)的输入端熔接，所述剥除器(1
‑
7)与输出头(1
‑
8)熔接；所述准连续激光器采用恒流源控制电路驱动泵浦源出光。2.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述激光器调制脉冲功率(3
‑
2)的占空比可实现从0％到100％的调节，所述激光器的调制脉冲功率(3
‑
2)的占空比低于100％时，处于调制模式，调制脉冲功率(3
‑
2)的占比等于100％则处于连续模式。3.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述泵浦激光器(1
‑
2)固定在风冷板上，所述风冷板为锯齿结构。4.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述增益光纤(1
‑
5)为12/250芯径的增益光纤。5.根据权利要求1所述的激光器，其特征在于，所述输出头(1
‑
8)为准直输出头。6.一种基于权利要求1
‑
5任一项所述激光器的控制电路，其特征在于，包括：控制板(2
‑
1)、驱动板(2
‑
2)、驱动电源(2
‑
5)、光电探测器(2
‑
6)、温度采集(2
‑
7)和风扇驱动板(2
‑
8)；所述光电探测器(2
‑
6)、温度采集(2
‑
7)和风扇驱动板(2
‑
8)都与所述控制板(2
‑
1)连接，所述控制板(2
‑
1)通过控制接口与所述驱动板(2
‑
2)连接，所述驱动板(2
‑
2)与所述驱动电源(2
‑
5)连接。7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，所述驱动板(2
‑
2)包含三路LD驱动电路，分别为驱动电路1、驱动电路2和驱动电路3。8.根据权利要求7所述的电路，其特征在于，所述驱动电路1包括：第一运算放大器(2
‑2‑
1)、第一P型MOS管(2
‑2‑
2)、第一激光器泵浦源(2
‑2‑
3)、第一N型MOS管(2
‑2‑
4)和第一采样电阻(2
‑2‑
5)；所述第一P型MOS管(2
‑2‑
2)连接所述第一激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙尚勇，李娟，李春媛，
申请(专利权)人：吉林省永利激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：