燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)，包括有激光器，激光器的前方設(shè)有依次傳輸光路、發(fā)射窗口，傳輸光路上還設(shè)有分光裝置，分光裝置的反射光路上設(shè)有高速積分能量傳感器，高速積分能量傳感器的信號輸出端連接前置放大電路，前置放大電路連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接反饋控制系統(tǒng)，反饋控制系統(tǒng)連接線性光耦隔離電路，線性光耦隔離電路控制連接激光器。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，對原有的激光器系統(tǒng)和光路影響較小，部署靈活，易于維護(hù)，響應(yīng)速度快，抗干擾能力強(qiáng)，能夠廣泛應(yīng)用于工業(yè)、軍事和科研的相關(guān)領(lǐng)域。
【專利說明】燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光電工程領(lǐng)域，更具體地說是涉及一種燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]以激光器為基礎(chǔ)的激光技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)療、軍事、通訊等各個(gè)領(lǐng)域，并形成了新的產(chǎn)業(yè)體系。燈泵固體激光器具有高能量存儲、波長短、金屬吸收率高，易于光纖傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，并且可以通過調(diào)Q、鎖模等方式獲得短脈沖，因而應(yīng)用更加廣泛。燈泵固體激光器隨著工作時(shí)間的增加，由于閃光燈老化、腔體污染和工作晶體的污染等原因其性能會逐漸下降，直接表現(xiàn)為輸出能量不斷降低；激光器工作期間供電電壓、溫度變化和光路形變等原因也可能導(dǎo)致其輸出能量不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響激光器的壽命和可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本系統(tǒng)是為避免上述情況中的不足之處，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于部署、便于維護(hù)，能夠提高激光器穩(wěn)定性和使用壽命的輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)。
[0004]本發(fā)明解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案:
一種燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于:包括有激光器，激光器的前方設(shè)有依次傳輸光路、發(fā)射窗口，傳輸光路上還設(shè)有分光裝置，分光裝置的反射光路上設(shè)有高速積分能量傳感器，高速積分能量傳感器的信號輸出端連接前置放大電路，前置放大電路連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接反饋控制系統(tǒng)，反饋控制系統(tǒng)連接線性光耦隔離電路，線性光耦隔離電路控制連接激光器。
[0005]所述的一種燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于:所述的分光裝置包括凹透鏡固定組件、分光鏡固定組件、凹凸透鏡組固定組件、分光鏡導(dǎo)光孔固定組件和45°分光鏡。
[0006]所述的一種燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于:所述的高速積分能量傳感器包括有依次連接的能量傳感器、主放大模塊和調(diào)理放大模塊。
[0007]所述的一種燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于:所述的線性耦合隔離電路采用Agilent公司生產(chǎn)的HCNR200/201型線性光耦器件。
[0008]所述的一種燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的多功能數(shù)據(jù)采集模塊利用USB總線與反饋控制系統(tǒng)中的上位機(jī)連接。
[0009]本發(fā)明的工作原理是:
分光裝置對輸出光實(shí)現(xiàn)固定比例分光，高速積分能量傳感器接收分束輸出的光信號完成光電轉(zhuǎn)換和前置放大，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通過AD轉(zhuǎn)換獲得放大電路輸出的激光脈沖能量信號，經(jīng)USB總線傳輸至反饋控制系統(tǒng)，得到激光器的工作狀態(tài)。在激光器輸出能量異常時(shí)，對激光器電源中參考電壓參數(shù)進(jìn)行調(diào)整以滿足正常輸出，必要時(shí)中止激光器工作，避免激光器部件受到損壞。高速線性隔離電路實(shí)現(xiàn)激光器電源與反饋控制系統(tǒng)的電氣隔離。[0010]與已有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在:
首次提出了針對燈泵固體激光器脈沖輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)，能夠保證激光器在一定范圍內(nèi)獲得穩(wěn)定的脈沖能量輸出；通過對激光器工作狀態(tài)的監(jiān)測和控制，可以避免某些極端情況對激光器的損傷，延長激光器的工作壽命；對于激光器工作狀態(tài)的歷史記錄有助于操作人員了解激光器工作的真實(shí)情況，便于設(shè)備維護(hù)。
[0011]光路分?jǐn)?shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)在對原光路系統(tǒng)影響較小的情況下實(shí)現(xiàn)了大角度低損耗的脈沖能量分離，為該系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用提供了便利條件。
[0012]線性高速隔離電路將采樣電路和激光器工作的高電壓，大電流環(huán)境隔離，保證了后續(xù)采集系統(tǒng)和操作人員的安全；同時(shí)，電路設(shè)計(jì)使得輸入輸出電壓的線性度和測量范圍較廣，保證了系統(tǒng)對脈沖能量采集的準(zhǔn)確程度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)組成方框圖。
[0014]圖2為燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)工作示意圖。
[0015]圖3為數(shù)據(jù)采集和反饋控制系統(tǒng)功能模塊框圖。
[0016]具體實(shí)現(xiàn)方式
如圖1所示，一種燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)，包括有激光器1，激光器I的前方設(shè)有依次傳輸光路2、發(fā)射窗口 3，傳輸光路2上還設(shè)有分光裝置4，分光裝置4的反射光路上設(shè)有高速積分能量傳感器5，高速積分能量傳感器5的信號輸出端連接前置放大電路6，前置放大電路6連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)7，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)7連接反饋控制系統(tǒng)8，反饋控制系統(tǒng)8連接線性光耦隔離電路9，線性光耦隔離電路9控制連接激光器I。
[0017]分光裝置4包括凹透鏡固定組件、分光鏡固定組件、凹凸透鏡組固定組件、分光鏡導(dǎo)光孔固定組件和45°分光鏡。
[0018]高速積分能量傳感器5包括有依次連接的能量傳感器、主放大模塊和調(diào)理放大模塊。
[0019]線性耦合隔離電路9采用Agilent公司生產(chǎn)的HCNR200/201型線性光耦器件。
[0020]數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)7中的多功能數(shù)據(jù)采集模塊利用USB總線與反饋控制系統(tǒng)8中的上位機(jī)連接。
[0021]分光裝置4安置于設(shè)備傳輸光路2中，將原準(zhǔn)直系統(tǒng)加裝一分束鏡從傳輸光路中分離出部分能量。之后由高速積分能量傳感器5轉(zhuǎn)換為電信號。能量傳感器損傷閾值高，光敏面大，可直接包容光斑，光束無需聚焦，無光學(xué)增益，結(jié)構(gòu)簡單，輸出電信號的脈寬相對激光脈沖獲得展寬；經(jīng)主放大模塊和調(diào)理放大模塊由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)獲得激光脈沖能量信息。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)7中多功能數(shù)據(jù)采集模塊，利用USB總線與上位機(jī)連接，通過AD轉(zhuǎn)換獲得放大電路輸出的激光脈沖能量信號，反饋控制系統(tǒng)8對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得出激光器I的工作狀態(tài)。在激光器I輸出能量異常時(shí)，通過線性光耦隔離電路9對激光器I電源參考電壓進(jìn)行調(diào)整以滿足正常輸出，必要時(shí)中止激光器I工作，避免激光器I部件受到損壞。監(jiān)控軟件劃分為控制管理模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和容錯(cuò)處理模塊。
【權(quán)利要求】
1.一種燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于:包括有激光器，激光器的前方設(shè)有依次傳輸光路、發(fā)射窗口，傳輸光路上還設(shè)有分光裝置，分光裝置的反射光路上設(shè)有高速積分能量傳感器，高速積分能量傳感器的信號輸出端連接前置放大電路，前置放大電路連接數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接反饋控制系統(tǒng)，反饋控制系統(tǒng)連接線性光耦隔離電路，線性光耦隔離電路控制連接激光器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于:所述的分光裝置包括凹透鏡固定組件、分光鏡固定組件、凹凸透鏡組固定組件、分光鏡導(dǎo)光孔固定組件和45°分光鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于:所述的高速積分能量傳感器包括有依次連接的能量傳感器、主放大模塊和調(diào)理放大模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于:所述的線性耦合隔離電路采用Agilent公司生產(chǎn)的HCNR200/201型線性光耦器件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種燈泵固體激光器輸出能量負(fù)反饋系統(tǒng)，其特征在于:所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的多功能數(shù)據(jù)采集模塊利用USB總線與反饋控制系統(tǒng)中的上位機(jī)連接。
【文檔編號】H01S3/131GK103996970SQ201410191582
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】孫曉軍, 辛誠, 余莉, 鄒繼偉, 卞進(jìn)田, 童忠誠, 汪亞夫, 丁衛(wèi)東, 張海亮 申請人:中國人民解放軍電子工程學(xué)院