一种光纤耦合端面泵浦固体激光器的控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种光纤耦合端面泵浦固体激光器的控制系统，包括主控电路以及分别与所述主控电路相连接的环境温度检测电路、激光头温度检测电路、半导体激光二极管温度检测电路、激光头晶体温度控制电路和半导体激光二极管电流控制电路；主控电路用于实现对激光器的控制；环境温度检测电路和激光头温度检测电路分别用于实现对环境温度和激光头温度的检测、判断、报警输出；半导体激光二极管温度检测电路用于实现对半导体激光二极管的温度控制；激光头晶体温度控制电路用于实现对激光头内的晶体的温度控制；半导体激光二极管电流控制电路用于实现对半导体激光二极管的工作电流的设置与控制。本实用新型专利技术有效地实现了对激光器的参数设置及控制。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光器
，尤其涉及一种光纤耦合端面泵浦固体激光器的控制系统。
技术介绍
激光是近代科学技术中的重大专利技术之一，随着半导体激光二极管技术的重大突破，固体激光器得到强劲的发展，其应用的领域不断的扩展。泵浦固体激光器采用半导体激光二极管做为泵浦源，泵浦的耦合方式可分为端面泵浦和侧面泵浦，其中端面泵浦又可分为直接端面泵浦和光纤耦合端面泵浦两种结构。相对于侧面泵浦方式，端面泵浦的效率更高，这是因为端面泵浦耦合损失较少，振荡光的模式匹配效果好。相对于直接端面泵浦方式，采用光纤耦合泵浦的方式，能获得更大的输出功率，降低生产工艺要求。相对其他类型的激光器，光纤耦合端面泵浦固体激光器效率高、寿命长、光束质量高、稳定性好、结构紧凑。在现有技术中，使用侧面泵浦的方式，电光转换效率低，光束质量差，在许多工业应用场合都不能满足使用要求。光纤耦合端面泵浦固体激光器是采用半导体激光二极管作为泵浦源，通过光纤耦合，采用端面泵浦方式工作的激光器。光纤耦合端面泵浦固体激光器主要由控制器和激光头组成，控制器内部包含半导体激光二极管及其控制电路，主要功能是产生稳定的泵浦激光，并提供对激光参数调节、功能设置；激光头主要由工作物质、Α0Μ、倍频晶体和输出反射镜组成。激光头与控制器用光纤相连，用于将激光控制器中半导体激光二极管产生的激光进行光纤端面泵浦，并耦合输出激光；并且激光头内有一个机械快门，可用于控制激光输出的开或关。·但是，光纤耦合端面泵浦固体激光器对其工作环境温度有一定要求。在其工作过程中，必须保证半导体激光二极管、激光头内晶体温度稳定，必须为半导体激光二极管提供电流可调节的稳定电源供应；使用时，根据不同应用要求，需要选择激光器的工作模式，控制激光器功率输出，调整激光器的工作电流、工作频率等参数，设置工作温度及记录激光的工作参数和工作时间。这些功能都需要一套电路控制系统来实现，本技术所述的一种光纤耦合端面泵浦固体激光器的控制系统即是一种实现对激光器工作参数设置及控制的技术方案。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种光纤耦合端面泵浦固体激光器的控制系统，用于解决对激光器工作参数设置及控制的功能系统化问题。本技术解决上述技术问题的技术方案如下一种光纤耦合端面泵浦固体激光器的控制系统，包括主控电路以及分别与所述主控电路相连接的环境温度检测电路、激光头温度检测电路、半导体激光二极管温度检测电路、激光头晶体温度控制电路和半导体激光二极管电流控制电路；所述主控电路，其用于实现对光纤耦合端面泵浦固体激光器的控制，包括实现数据处理、逻辑控制、接口通信等功能；所述环境温度检测电路，其与所述主控电路连接，用于实现对环境温度的检测、判断、报警输出功能；所述激光头温度检测电路，其与所述主控电路连接，用于实现对激光头温度的检测、判断、报警输出功能；所述半导体激光二极管温度检测电路，其与所述主控电路连接，用于实现对半导体激光二极管的温度控制；所述激光头晶体温度控制电路，其与所述主控电路连接，用于实现对激光头内的晶体的温度控制；所述半导体激光二极管电流控制电路，其与所述主控电路连接，用于实现对半导体激光二极管的工作电流的设置与控制，保证了半导体激光二极管的工作电流始终保持在设定值。在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。进一步，所述控制系统还外接有操作面板电路和/或通信接口电路；所述操作面板电路与所述主控电路连接，并外接输入按键板及LCD显示屏，用于实现参数显示、参数输入、状态显示功能；所述通信接口电路连接所述主控电路，并通过RS232数据线外接PC机，用于实现参数显示、参数输入、状态显示功能。在本技术所述的控制系统中，所述操作面板电路与所述通信接口电路能同时使用，也能只使用其中之一。进一步，所述控制系统还设有声光电源控制电路，其与所述主控电路连接，用于实现对光纤耦合端面泵浦固体激光器的工作模式选择和工作频率调整。进一步，所述控制系统还设有激光头内置机械快门控制电路，其与所述主控电路连接，还与激光头内置电磁阀线圈连接，用于通过主控电路控制激光头内置电磁阀线圈的电流来控制激光头内置机械快门。进一步，所述控制系统还设有与所述主控电路连接的电源电路，用于为所述控制系统提供工作电源。进一步，所述环境温度检测电路连接安装在控制器内的温度探头A，用于实现将温度探头A检测的温度信号传送到主控电路。进一步，所述激光头温度检测电路连接安装在激光头内的温度探头B，用于实现将温度探头B检测的温度信号传送到主控电路。进一步，所述半导体激光二极管温度检测电路连接安装在半导体激光二极管上的温度探头C，用于实现将温度探头C检测的温度信号传送到主控电路；所述半导体激光二极管温度检测电路还连接半导体激光二极管温度上的制冷片a，用于通过主控电路实现对制冷片a的制冷量控制。进一步，所述激光头晶体温度控制电路连接安装在激光头内晶体上的温度探头D，用于实现将温度探头D检测的温度信号传送到主控电路；所述激光头晶体温度控制电路还连接安装在激光头内晶体上的制冷片b，用于通过主控电路实现对制冷片b的制冷量控制。本技术的有益效果是当半导体激光二极管的温度改变时，本技术所述的控制系统能自动调节相应的温度控制电路及电流控制电路，调节工作电流，并跟踪半导体激光二极管的温度变化，改变制冷量，保证半导体激光二极管模块温度恒定，输出的激光功率稳定；当激光头内晶体温度改变时，所述控制系统能自动调节相应的温度控制电路，跟踪激光头内晶体温度变化，改变制冷量，保证激光头内晶体温度温度恒定，输出的激光功率稳定；所述控制系统内还设置有多种激光输出模式，可满足不同场合的使用要求。附图说明图1为本技术所述控制系统的结构示意图；附图中，各标号所代表的部件列表如下1、主控电路，2、环境温度检测电路，3、激光头温度检测电路，4、半导体激光二极管温度检测电路，5、激光头晶体温度控制电路，6、半导体激光二极管电流控制电路，7、操作面板电路，8、通信接口电路，9、声光电源控制电路，10、激光头内置机械快门控制电路，11、电源电路。 具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。本技术不仅适用于分布式光纤耦合端面泵浦固体激光器，也适用于一体式光纤耦合端面泵浦固体激光器，下面所述的实施例针对分布式光纤耦合端面泵浦固体激光器。光纤耦合端面泵浦固体激光器包括控制器和激光头控制器包括PCB电路板及连接其上的部件、半导体激光二极管、声光电源、开关电源；上述开关电源一端接220VAC市电，一端与PCB电路板连接，为PCB电路板提供稳定的直流电源供应；PCB电路板通过电缆连接到半导体激光二极管上，为上述半导体激光二极管提供能量；半导体激光二极管用于将电能转化为光能，产生激光，并通过光纤将激光能量传输到激光头；声光电源一端通过电缆连接在PCB电路板上，而PCB电路板为其提供电源和控制信号，且所述声光电源另一端通过射频线连接到激光头内部的AOM部件上，输出射频信号，控制AOM部件的开关，通过AOM部件的作用可达到控制激光器的工作频率及工作模式的目的。所述PCB电路板上即设置本技术所述的控制系统，其结构如图1所示，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光纤耦合端面泵浦固体激光器的控制系统，其特征在于，包括主控电路以及分别与所述主控电路相连接的环境温度检测电路、激光头温度检测电路、半导体激光二极管温度检测电路、激光头晶体温度控制电路和半导体激光二极管电流控制电路；所述主控电路，其用于实现对光纤耦合端面泵浦固体激光器的控制；所述环境温度检测电路，其与所述主控电路连接，用于实现对环境温度的检测、判断、报警输出功能；所述激光头温度检测电路，其与所述主控电路连接，用于实现对激光头温度的检测、判断、报警输出功能；所述半导体激光二极管温度检测电路，其与所述主控电路连接，用于实现对半导体激光二极管的温度控制；所述激光头晶体温度控制电路，其与所述主控电路连接，用于实现对激光头内的晶体的温度控制；所述半导体激光二极管电流控制电路，其与所述主控电路连接，用于实现对半导体激光二极管的工作电流的设置与控制。

【技术特征摘要】
1.一种光纤耦合端面泵浦固体激光器的控制系统，其特征在于，包括主控电路以及分别与所述主控电路相连接的环境温度检测电路、激光头温度检测电路、半导体激光二极管温度检测电路、激光头晶体温度控制电路和半导体激光二极管电流控制电路； 所述主控电路，其用于实现对光纤耦合端面泵浦固体激光器的控制； 所述环境温度检测电路，其与所述主控电路连接，用于实现对环境温度的检测、判断、报警输出功能； 所述激光头温度检测电路，其与所述主控电路连接，用于实现对激光头温度的检测、判断、报警输出功能； 所述半导体激光二极管温度检测电路，其与所述主控电路连接，用于实现对半导体激光二极管的温度控制； 所述激光头晶体温度控制电路，其与所述主控电路连接，用于实现对激光头内的晶体的温度控制； 所述半导体激光二极管电流控制电路，其与所述主控电路连接，用于实现对半导体激光二极管的工作电流的设置与控制。2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还外接有操作面板电路和/或通信接口电路； 所述操作面板电路与所述主控电路连接，并外接输入按键板及LCD显示屏，用于实现参数显示、参数输入、状态显示功能； 所述通信接口电路连接所述主控电路，并通过RS232数据线外接PC机，用于实现参数显示、参数输入、状态显示功能。3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述控制系统还设有声光电源控制电路，其与所述主控电路连接，将用于实现对光纤耦合端面泵浦固体激...

【专利技术属性】
技术研发人员：何成鹏，
申请(专利权)人：武汉三工光电设备制造有限公司，
类型：实用新型
国别省市：