CN103715595B - 一种khz单纵模脉冲激光器反馈控制电路 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种KHZ单纵模脉冲激光器反馈控制电路，该控制电路构成包括：微分电路，限幅电路，比例缩放控制电路；高压MOSFET晶体管，直流电源，限流电阻构成高压反向放大电路。本发明对脉冲激光器未调Q之前的激光进行测量，并对其进行反馈控制，具有幅度实时调节的作用，对输出激光脉冲的模式具有很好的选择功能。

Description

一种KHZ单纵模脉冲激光器反馈控制电路
技术领域
本发明属于激光应用技术，具体涉及一种KHZ单纵模电光调Q脉冲激光器中预激光反馈控制电路。
背景技术
单纵模脉冲激光器具有单色性好、时域无调制的特点，常作为脉冲的种子源。单纵模激光器结构一般较复杂，输出功率（能量）较小，成本比较高，为了实现较高的功率输出，往往要进行二次放大，使成本进一步增加，而且高频单纵模激光脉冲输出难度大。激光器的选模原理是在激光工作物质一定的条件下，实现单纵模关键是利用纵模之间的增益差异。在振荡建立的过程中，使Q开关处于不完全关闭状态，腔内损耗较大，而少数靠近中心频率的纵模具有较高增益，其强度增大的速度快，损耗比其他模式小，增强了中心频率纵模的竞争力，从而实现单频输出。为了获得高峰值功率的高频单纵模激光脉冲，节约成本，设计了预激光反馈控制电路，已达到输出单频光的效果。此控制电路比其他国内关于这方面电路的优势在于反应速度快，可实时进行高压反馈控制，输出的预激光波形平滑，可以适用于高频率脉冲控制，并且可以达到KHZ，而且达到了理想的控制效果。
发明内容
本发明的内容是提供一种KHZ单纵模脉冲激光器反馈控制器，此控制器响应速度快，能动态反馈调节预激光的波形，该电路适用频率可达KHZ，响应速度快，结构简单，高压可控范围从0-1KV可调。
本发明提供一种KHZ单纵模脉冲激光器反馈控制器，该控制器包括第一部分微分比例电路由电容（C1）电阻（R1），可调电阻（R2），反馈控制放大器（U1），可调电阻（R3），+5V，-5V直流电源构成；第二部分比例放大电路由电阻（R4），电阻（R5），可调电阻（R6），反馈控制放大器（U2），+12V，-5V直流电源构成；第三部分高压放大电路由MOSFET晶体管（Q1），限流电阻(R7)，高压电源(HV)构成；
第一部分：电容（C1）的一端接光输入信号（VI），另一端与放大器（U1）的反向输入端相连，电阻（R1）一端与放大器的反向输入端相连，另一端与放大器（U1）输出端相连，可调电阻（R2）中间引脚与放大器（U1）正向输入端相连，两端引脚分别与5V和地相连，可调电阻（R3）两端引脚一端与放大器（U1）的输出端相连，一端接地，中间引脚作为第一部分输出（O1）同时作为第二部分电路的输入与电阻（R4）一端相连，放大器U1电源输入端分别与+5V和-5V相连；
第二部分：电阻（R4）一端与第一部分输出（O1）相连，另一端与放大器（U2）的反向输入端相连，电阻（R5）一端与放大器（U2）的反向输入端相连，另一端与放大器（U2）的输出端相连，可调电阻（R6）中间引脚与放大器（U2）正向输入端相连，两端引脚分别与5V和地相连，放大器（U2）正电源输入端接12V，负电源输入端接-5V，放大器（U2）的输出端作为第二部分的输出（O2）；
第三部分：MOSFET（Q1）的G级与第二部分输出相连，D级与电阻R7一端相连，R7另一端与高压直流电源（HV)相连，S级与地相连，MOSFET（Q1）的D级作为第三部分的输出；
本发明的技术效果：
经分析和实验表明：本发明构成的单纵模脉冲激光器反馈控制器，具有响应速度快，电压幅度可调，可以进行实时反馈控制，结构简单，成本低，控制效果显著等特点，控制输出的单纵模调Q脉冲激光频率可达KHZ。
附图说明
附图为本发明单纵模脉冲调Q激光器反馈控制电路示意图。其中U1、U2为反馈控制放大器，Q1为MOSFET晶体管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做详细说明。
第一部分：电容（C1）的一端接光输入信号（VI），另一端与放大器（U1）的反向输入端相连，电阻（R1）一端与放大器的反向输入端相连，另一端与放大器（U1）输出端相连，可调电阻（R2）中间引脚与放大器（U1）正向输入端相连，两端引脚分别与5V和地相连，可调电阻（R3）两端引脚一端与放大器（U1）的输出端相连，一端接地，中间引脚作为第一部分输出（O1）同时作为第二部分电路的输入与电阻（R4）一端相连，放大器U1电源输入端分别与+5V和-5V相连；其工作原理为：光信号输入放大器(U1)进行反向微分,反向微分输出通过可调电阻（R3）进行输出幅度调节，可调电阻器（R2）部分为调节直流工作点电路，可以起到噪声隔离的效果。
第二部分：电阻（R4）一端与第一部分输出（O1）相连，另一端与放大器（U2）的反向输入端相连，电阻（R5）一端与放大器（U2）的反向输入端相连，另一端与放大器（U2）的输出端相连，可调电阻（R6）中间引脚与放大器（U2）正向输入端相连，两端引脚分别与5V和地相连，放大器（U2）正电源输入端接12V，负电源输入端接-5V，放大器（U2）的输出端作为第二部分的输出（O2）；其工作原理为：对输入信号进行反向比例放大，同时可以进行直流工作点调节，使输出电压调节到MOSFET晶体管（Q1）控制输入端的线性放大部分。
第三部分：MOSFET（Q1）的G级与第二部分输出相连，D级与电阻R7一端相连，R7另一端与高压直流电源（HV)相连，S级与地相连，MOSFET（Q1）的D级作为第三部分的输出。其工作原理为：把MOSFET晶体管（Q1）控制输入端线性放大到所需高压。

Claims (2)

1.一种脉冲激光器反馈控制电路，包括以下三个部分：
第一部分微分比例电路(1)由电容(C1)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第一反馈控制放大器(U1)、第三电阻(R3)和+5V、-5V直流电源构成，第二电阻(R2)和第三电阻(R3)为可调电阻；
第二部分比例放大电路(2)由第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、可调第六电阻(R6)、第二反馈控制放大器(U2)和+12V、-5V直流电源构成；
第三部分高压放大电路(3)由MOSFET晶体管(Q1)、第七电阻(R7)和高压电源(HV)构成，第七电阻(R7)为限流电阻；
其特征在于：
第一部分：电容(C1)的一端接光输入信号(VI)，另一端与第一反馈控制放大器(U1)的反向输入端相连，第一电阻(R1)一端与第一反馈控制放大器(U1)的反向输入端相连，另一端与第一反馈控制放大器(U1)输出端相连，第二电阻(R2)中间引脚与第一反馈控制放大器(U1)正向输入端相连，两端引脚分别与5V和地相连，第三电阻(R3)两端引脚一端与第一反馈控制放大器(U1)的输出端相连、一端接地，中间引脚作为第一部分输出(O1)同时作为第二部分电路的输入与第四电阻(R4)一端相连，第一反馈控制放大器(U1)电源输入端分别与+5V和-5V相连；
第二部分：第四电阻(R4)一端与第一部分输出(O1)相连，另一端与第二反馈控制放大器(U2)的反向输入端相连，第五电阻(R5)一端与第二反馈控制放大器(U2)的反向输入端相连，另一端与第二反馈控制放大器(U2)的输出端相连，可调第六电阻(R6)中间引脚与第二反馈控制放大器(U2)正向输入端相连，两端引脚分别与5V和地相连，第二反馈控制放大器(U2)正电源输入端接12V，负电源输入端接-5V，第二反馈控制放大器(U2)的输出端作为第二部分的输出(O2)；
第三部分：MOSFET(Q1)的G级与第二部分输出相连，D级与第七电阻(R7)一端相连，第七电阻(R7)另一端与高压直流电源(HV)相连，S级与地相连，MOSFET(Q1)的D级作为第三部分的输出。
2.如权利要求1所述的脉冲激光器反馈控制电路，其特征在于：调Q激光控制频率可达KHZ，调Q激光脉冲输出模式可以实现从多纵模到单纵模的控制。
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