專利名稱：毫秒激光器和納秒激光器同步控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光器控制裝置，進(jìn)ー步涉及ー種毫秒激光器和納秒激光器同步控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
毫秒激光和納秒激光在生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、機(jī)械加工等領(lǐng)域內(nèi)都有非常廣泛的應(yīng)用。毫秒激光作用到材料樣本上會(huì)發(fā)生熱效應(yīng)，而納秒激光作用到材料上則會(huì)發(fā)生離子效應(yīng)，為了探明材料在毫秒激光和納秒激光共同作用下的反應(yīng)，需要讓兩種激光器同時(shí)エ作。例如對(duì)同一個(gè)材料樣本，在1064nm波長工作的同時(shí)，加以紫外激光誘導(dǎo)，使之在熱效應(yīng)和離子化效應(yīng)兩種狀態(tài)可以重疊發(fā)生。
因此，需要一種毫秒激光器和納秒激光器同步控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題本發(fā)明工作設(shè)計(jì)了一種毫秒和納秒脈沖同步控制裝置，在毫秒脈沖輸出的同時(shí)，可以同時(shí)控制輸出納秒脈沖激光，因此在被照射材料樣本上可以同時(shí)發(fā)生短脈沖和超短脈沖激光效應(yīng)。本發(fā)明的技術(shù)方案如下毫秒激光器和納秒激光器同步控制系統(tǒng)，包括與毫秒激光器連接的光脈沖檢測器，與光脈沖檢測器相連的聯(lián)用控制器，與聯(lián)用控制器相串接的納秒激光機(jī)箱，所述納秒激光機(jī)箱控制納秒激光器。所述光脈沖檢測器由高靈敏的光電管和放大電路組成，用于檢測光脈沖并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。所述聯(lián)用控制器控制芯片為C8051F單片機(jī)，接收到毫秒激光脈沖信號(hào)的同時(shí)，輸出CLK信號(hào)和Q信號(hào)到納秒激光箱。作為優(yōu)選方案，所述聯(lián)用控制器還包括串ロ通信接ロ，可以實(shí)現(xiàn)通過計(jì)算機(jī)對(duì)微處理器的控制。光脈沖檢測器與聯(lián)用控制器之間通過6芯電話線連接。聯(lián)用控制器與納秒激光控制箱之間通過的CLK和Q信號(hào)傳輸線為BNC線纜。本發(fā)明首次將毫秒激光器和納秒激光器聯(lián)用，通過同步控制，具有操作簡便、同步性好、脈沖誤判率低等優(yōu)點(diǎn)。


圖I為實(shí)施例中Y2激光器的控制時(shí)序。圖2為實(shí)施例中系統(tǒng)構(gòu)成，圖中，11代表毫秒激光器，12代表光脈沖檢測器，13代表樣品，14代表聯(lián)用控制器,15代表計(jì)算機(jī)，16代表納秒激光機(jī)箱,17代表納秒激光器。圖3為實(shí)施例中電路原理圖。圖中，2代表電源部分的穩(wěn)壓芯片，3代表連用控制器主控部分的微控制器，4代表聯(lián)用控制器上的串ロ芯片，5、6代表BNC線纜。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例兩臺(tái)激光器，一臺(tái)為華エ產(chǎn)YAG1064長脈沖激光器，下稱Yl，一臺(tái)為BeamTech公司納秒三波長激光器，為倍頻激光器，可以輸出波長為266nm, 532nm, 1064nm,脈沖長度為30ns的激光，下稱Y2。激光器現(xiàn)有的控制方法為Yl:腳踏開關(guān)控制，為0_10Ηζ，脈沖長度為幾個(gè)到幾十個(gè)毫秒可調(diào)，Υ2 :脈沖控制，脈沖為30ns，由PC機(jī)控制。設(shè)計(jì)思路毫秒脈沖寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于納秒脈沖，因此可以在毫秒脈沖內(nèi)觸發(fā)納秒脈沖，采用高速光開光，在檢測到毫秒脈沖時(shí)即刻啟動(dòng)微控制器的定時(shí)器，產(chǎn)生納秒的脈沖時(shí)鐘信號(hào)和脈沖觸發(fā)信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)在毫秒脈沖發(fā)出后的任意時(shí)刻產(chǎn)生納秒激光脈沖。Y2為雙脈沖控制方式，給Y2輸入CLK+Q信號(hào)上升沿，上升時(shí)間為10ns，高電平保持時(shí)間為20us， CLK&Q間隔為166us，頻率〈10Hz。Y2控制時(shí)序如圖I。設(shè)計(jì)方案本設(shè)計(jì)系統(tǒng)工作原理如圖2、3所示，毫秒激光器和納秒激光器同步控制系統(tǒng)，包括與毫秒激光器11連接的光脈沖檢測器12，與光脈沖檢測器12相連的聯(lián)用控制器14，與聯(lián)用控制器相串接的納秒激光機(jī)箱16，所述納秒激光機(jī)箱16控制納秒激光器17 ;所述聯(lián)用控制器還包括串ロ通信接ロ 4，可以實(shí)現(xiàn)通過計(jì)算機(jī)對(duì)微處理器的控制。所述光脈沖檢測器12由高靈敏的光電管和放大電路組成，用于檢測光脈沖并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。所述聯(lián)用控制器控制芯片為C8051F單片機(jī)，接收到毫秒激光脈沖信號(hào)的同時(shí)，輸出CLK信號(hào)和Q信號(hào)到納秒激光箱，觸發(fā)Y2工作，從而實(shí)現(xiàn)毫秒激光和納秒激光的同步進(jìn)行。光脈沖檢測器與聯(lián)用控制器之間通過6芯電話線連接。聯(lián)用控制器14與納秒激光控制箱16之間通過的CLK和Q信號(hào)傳輸線為BNC線纜5、6。工作電路如圖3所示，電源部分通過穩(wěn)壓芯片2分別為光脈沖檢測模塊11和聯(lián)用控制器主控模塊供電，微控制器3接受光脈沖信號(hào)的同時(shí)，從5、6處輸出Q信號(hào)和CLK信號(hào)，此外微處理器3和可以通過串ロ芯片4與計(jì)算機(jī)通信。本發(fā)明首次將Yl和Y2聯(lián)用，設(shè)計(jì)了 Yl和Y2的同步控制裝置，具有操作簡便、同步性好、脈沖誤判率低等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.毫秒激光器和納秒激光器同步控制系統(tǒng)，其特征在于，包括與毫秒激光器連接的光脈沖檢測器，與光脈沖檢測器相連的聯(lián)用控制器，與聯(lián)用控制器相串接的納秒激光機(jī)箱，所述納秒激光機(jī)箱控制納秒激光器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述毫秒激光器和納秒激光器同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述光脈沖檢測器由高靈敏的光電管和放大電路組成，用于檢測光脈沖并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述毫秒激光器和納秒激光器同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述聯(lián)用控制器控制芯片為C8051F單片機(jī)，接收到毫秒激光脈沖信號(hào)的同時(shí)，輸出CLK信號(hào)和Q信號(hào)到納秒激光箱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述毫秒激光器和納秒激光器同步控制系統(tǒng)，其特征在于，所述聯(lián)用控制器還包括串口通信接口，可以實(shí)現(xiàn)通過計(jì)算機(jī)對(duì)微處理器的控制。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)所述毫秒激光器和納秒激光器同步控制系統(tǒng)，其特征在于，光脈沖檢測器與聯(lián)用控制器之間通過6芯電話線連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任何一項(xiàng)所述毫秒激光器和納秒激光器同步控制系統(tǒng)，其特征在于，聯(lián)用控制器與納秒激光控制箱之間通過的CLK和Q信號(hào)傳輸線為BNC線纜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種激光器控制裝置，進(jìn)一步涉及一種毫秒激光器和納秒激光器同步控制系統(tǒng)。毫秒激光器和納秒激光器同步控制系統(tǒng)，包括與毫秒激光器連接的光脈沖檢測器，與光脈沖檢測器相連的聯(lián)用控制器，與聯(lián)用控制器相串接的納秒激光機(jī)箱，所述納秒激光機(jī)箱控制納秒激光器。本發(fā)明首次將毫秒激光器和納秒激光器聯(lián)用，通過同步控制，具有操作簡便、同步性好、脈沖誤判率低等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B19/042GK102707651SQ20121015913
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月21日
發(fā)明者何峰, 劉憲華, 尹榮貽, 杜希文, 肖松山, 趙友全 申請(qǐng)人:天津大學(xué)