CN116260035B - 激光器***及光纤增益介质保护装置、方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光器***及光纤增益介质保护装置、方法，该光纤增益介质保护装置包括光电转换电路、比较电路、采样电路、控制模块以及供电控制电路，光电转换电路用于接收种子光信号，并将光信号转化为模拟信号分别输入到比较电路和采样电路，采样电路的输入端与光电转换电路的输出端连接，采样电路的输出端与控制模块的第一输入端连接，比较电路的输入端与光电转换电路的输出端连接，比较电路的输出端与控制模块的第二输入端连接，控制模块的输出端与供电控制电路的输入端连接，供电控制电路的输出端与泵浦源连接。本发明的光纤增益介质保护装置可以有效保证光子晶体光纤的安全，减少激光器故障率。

Description

激光器***及光纤增益介质保护装置、方法

技术领域

本发明属于激光控制领域，具体涉及一种激光器***及光纤增益介质保护装置、方法。

背景技术

由于飞秒激光具有许多无与伦比的优点，使其在测量、微电子、微机电***、化学、生物、医学、军事等领域发挥着越来越大的作用。随着飞秒激光技术的日趋成熟，飞秒激光器将在核物理、飞秒脉冲光谱学、超高速光通信等领域有着不可替代的地位。

飞秒激光器增益介质目前主要存在四大类别：有机染料、掺钛蓝宝石，Li：SAF，掺镁橄榄石等固体材料、多量子阱材料、掺杂稀土元素的SiO2，针对掺杂稀土元素的SiO2为增益介质的以掺杂光子晶体光纤为代表，由于光子晶体光纤独特的结构特点，其作为增益介质，较普通光纤有可以灵活设计的模场特性、高折射率对比度等显著特点。特别是光子晶体光纤与包层泵浦技术结合的双包层光子晶体光纤，由于可以具有更大的模场面积和更大的内包层数值孔径，从而避免由于高功率和放大自发辐射所产生的非线性效应和效率降低，并提高泵浦光的耦合效率，为高光束质量、高功率光纤激光器的进一步提高提供了条件。

然而，光子晶体光纤价格十分昂贵，比如一根大模场面积光纤“棒”的价格可高达数万欧元。并且单根光纤的激光输出功率不可能无限提高，它还受到自身各方面因素的限制，如热效应、非线性效应(如受激拉曼散射、受激布里渊散射)以及光纤端面损伤等，尤其是光纤端面的损伤会直接影响光纤激光器的输出功率。

当种子光与泵浦光均耦合进光子晶体光纤，若耦合进光子晶体光纤的种子光一段时间达不到设定值，则耦合进光子晶体光纤的泵浦光会损坏光子晶体光纤。

发明内容

为解决上述光子晶体光纤易损的问题，本发明提供了一种激光器***及光纤增益介质保护装置、方法，本发明的光纤增益介质保护装置有效保证光子晶体光纤在激光器制作以及使用过程的安全，减少激光器故障率。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明公开了一种光纤增益介质保护装置，包括光电转换电路、控制模块、供电控制电路以及比较电路或/和采样电路，所述光电转换电路用于接收种子光信号，并将光信号转化为模拟信号，所述采样电路的输入端与光电转换电路的输出端连接，采样电路的输出端与控制模块的第一输入端连接，所述比较电路的输入端与光电转换电路的输出端连接，比较电路的输出端与控制模块的第二输入端连接，所述控制模块的输出端与供电控制电路的输入端连接，供电控制电路的输出端与泵浦源连接。

进一步地，所述光电转换电路用于接收从光子晶体光纤的输入种子光信号分出的光信号。

进一步地，所述比较电路用于实时接收光电转换电路输出的模拟信号，并将模拟信号与预设比较值进行比较，当模拟信号大于预设比较值，则输出第一电平给控制模块，当模拟信号小于预设比较值，则输出第二电平给控制模块；

当控制模块发现输入电平发生从第一电平到第二电平的跳变时，控制模块输出控制信号给供电控制电路，控制供电控制电路切断泵浦源的供电及电流。

进一步地，所述采样电路用于实时对光电转换电路输出的模拟信号进行采样，并将采样值传递给控制模块；所述控制模块用于接收采样值，并将采样值与预设报警范围值进行比较，当采样值超出预设报警范围值时，控制模块输出控制信号给供电控制电路，控制供电控制电路切断泵浦源的供电及电流。

进一步地，所述光电转换电路包括光电管D1、运放U1，所述光电管D1的正极与电阻R1的一端、电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端接地，电阻R2的另一端与运放U1的正极输入端连接，光电管D1的负极分别与电阻R3的一端、电容C1的一端连接，电容C1的另一端接地，电阻R3的另一端与电感L1的一端连接，电感L1的另一端连接第一电压，运放U1的负极输入端与运放U1的输出端连接，运放U1的输出端用于输出所需信号。

进一步地，所述光电转换电路还包括运放U2，运放U2的正极输入端用于接收运放U1输出的信号，运放U2的负极输入端分别与电阻R5的一端、电位器RW1的第一固定端连接，电阻R5的另一端接地，电位器RW1的第二固定端以及其滑动端与运放U2的输出端连接，运放U2的输出端用于输出所需信号。

进一步地，所述光电转换电路还包括滤波及限流电路，所述滤波及限流电路设置在运放U1的输出端。

进一步地，滤波及限流电路位于运放U1的输出端与运放U2的正极输入端之间。

滤波及限流电路包括电阻R4和电容C4，电阻R4的一端与运放U1的输出端连接，电阻R4的另一端与电容C4的一端连接，电容C4的另一端接地。

进一步地，控制模块采用FPGA。

进一步地，所述比较电路包括运放U3，所述运放U3的正极输入端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与光电转换电路的输出端连接，运放U3的负极输入端分别与电容C8的一端、电位器RW2的滑动端连接，电容C8的另一端接地，电位器RW2的第一固定端接地，电位器RW2的第二固定端连接第二电压，运放U3的输出端与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端连接第二电压，运放U3的输出端为比较电路的输出端。

进一步地，所述供电控制电路包括运放U5、光耦U4以及MOS管Q1和MOS管Q2，运放U5的正极输入端分别与电阻R10的一端以及MOS管Q1的漏极连接，电阻R10的另一端连接电压VSET，MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的栅极分别与控制模块的第一输出端EN以及电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端接地，运放U5的负极输入端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端分别与电阻R17的一端以及MOS管Q2的源极连接，电阻R17的另一端接地，MOS管Q2的漏极与用于连接泵浦源的接口的第一引脚连接，MOS管Q2的栅极与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端分别与电阻R14的一端、电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端接地，电阻R14的另一端与运放U5的输出端连接，光耦U4的第一输入端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端连接第二电压，光耦U4的第二输入端与电阻R8的一端以及控制模块的第二输出端IO_switch连接，电阻R8的另一端连接第二电压，光耦U4的第一输出端与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极连接第三电压，光耦U4的第二输出端与用于连接泵浦源的接口的第二引脚连接。

本发明公开了一种激光器***，包括种子光源、光分路器、泵浦源、光子晶体光纤以及如上所述的光纤增益介质保护装置；

所述种子光源用于输出种子光；

所述光分路器用于接收种子光，并将其为两路，其中一路光经种子光耦合***传输至光子晶体光纤，另一路传输至光纤增益介质保护装置；

光纤增益介质保护装置用于接收种子光信号，进行异常检测，控制泵浦源的工作状态；

所述泵浦源用于输出泵浦光，并经泵浦光耦合***耦合进光子晶体光纤。本发明公开了一种飞秒激光器的光纤增益介质保护方法，包括如下步骤：

S1)将光子晶体光纤的输入信号光按设定比例分出一部分作为输入光信号输入到光电转换电路；

S2)光电转换电路接收输入光信号，并将光信号转化为电信号分别输入到比较电路或/和采样电路；

S3)采样电路实时对光电转换电路输出的模拟信号进行采样，并将采样值传递给控制模块，控制模块接收采样值，并将采样值与预设报警范围值进行比较，当采样值超出预设报警范围值时，执行步骤S4)；

比较电路实时接收光电转换电路输出的模拟信号，并将模拟信号与预设比较值进行比较，输出比较结果给控制模块，当控制模块判断比较结果出现异常，则执行步骤S4)；

S4)控制模块输出控制信号给供电控制电路，控制供电控制电路切断泵浦源的供电及电流。

进一步地，比较电路实时接收光电转换电路输出的模拟信号，并将模拟信号与预设比较值进行比较，当模拟信号大于预设比较值，则输出第一电平给控制模块，当模拟信号小于预设比较值，则输出第二电平给控制模块；

当控制模块发现输入电平发生从第一电平到第二电平的跳变时，执行步骤S4)。

本发明至少具有如下有益效果：本发明设计了基于飞秒脉冲光纤激光器的光纤增益介质保护装置，用于对光子晶体光纤的输入种子光信号进行实时监测，当发现种子光异常时，切断泵浦源的供电及电流，对光子晶体光纤进行保护，减少激光器故障率。

且本发明的光纤增益介质保护装置单次检测周期短，实时性高，反应灵敏，动作迅速，从检测出异常到关断动作完成总时间小于500微秒，关断后无电流过冲，保护能力强。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。

图1为本发明实施例提供的激光器***的原理框图；

图2为本发明实施例提供的基于飞秒脉冲光纤激光器的光纤增益介质保护方法的流程图；

图3为本发明实施例提供的基于飞秒脉冲光纤激光器的光纤增益介质保护装置的原理框图；

图4为本发明实施例提供的基于飞秒脉冲光纤激光器的光纤增益介质保护装置的光电转换电路的电路图；

图5为本发明实施例提供的基于飞秒脉冲光纤激光器的光纤增益介质保护装置的比较电路的电路图；

图6为本发明实施例提供的基于飞秒脉冲光纤激光器的光纤增益介质保护装置的供电控制电路的电路图；

图7为本发明实施例提供的基于飞秒脉冲光纤激光器的光纤增益介质保护装置的采样电路的电路图；

图8为本发明实施例提供的基于飞秒脉冲光纤激光器的光纤增益介质保护装置的FPGA的部分电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上。

实施例一

参见图1至图8，本发明实施例公开了一种基于飞秒脉冲光纤激光器的光纤增益介质保护装置，包括光电转换电路、电源电路、控制模块、供电控制电路以及比较电路和采样电路，所述电源电路用于给整个装置供电，所述光电转换电路用于接收种子光信号，并将光信号转化为模拟信号分别输入到比较电路和采样电路，所述采样电路的输入端与光电转换电路的输出端连接，采样电路的输出端与控制模块的第一输入端连接，所述比较电路的输入端与光电转换电路的输出端连接，比较电路的输出端与控制模块的第二输入端连接，所述控制模块的输出端与供电控制电路的输入端连接，供电控制电路的输出端与泵浦源连接。

进一步地，所述光电转换电路用于接收从光子晶体光纤的输入种子光信号分出的种子光信号。

进一步地，所述比较电路用于实时接收光电转换电路输出的模拟信号，并将模拟信号与预设比较值进行比较，当模拟信号大于或等于预设比较值，则输出第一电平给控制模块，当模拟信号小于预设比较值，则输出第二电平给控制模块；

当控制模块发现输入电平发生从第一电平到第二电平的跳变时，控制模块输出控制信号给供电控制电路，控制供电控制电路切断泵浦源的供电及电流。

进一步地，所述采样电路用于实时对光电转换电路输出的模拟信号进行采样，并将采样值传递给控制模块；所述控制模块用于接收采样值，并将采样值与预设报警范围值进行比较，当采样值超出预设报警范围值时，控制模块输出控制信号给供电控制电路，控制供电控制电路切断泵浦源的供电及电流。

保护装置的控制模块如FPGA用于将软件采样的值与预设报警值比较，并会输出一个表示正常或者异常的电平给控制***的主控模块，预设报警值是控制***的主控模块直接传给保护装置的控制模块如FPGA的，这样就会比较快速的完成比较判断。

预设比较值是一个电压信号，是模拟量值；软件预设报警下限是一个经过ADC转换后的数字量，由于软件采样还要经过一些处理去滤除采样误差，所以会对实际采样的值进行一些修正处理，如一种修正措施为：将实际采样值乘以k(k可以根据试验得到)。预设报警值与预设比较值都与激光器正常工作时种子的分光束光功率相关。种子源高过设定的上限会导致输出功率降低，种子源低于设定的下限会导致光子晶体光纤损坏，软件预设报警范围的设定需要保证光子晶体光纤不会受到损坏，且输出功率不受影响。预设比较值的设定需要保证光子晶体光纤不会受到损坏。

进一步地，为保证快速采样及实时响应度，本发明可以采用FPGA作为控制模块。当然，本发明的控制模块不仅仅限于FPGA，还可以是MCU等。FPGA并行度高的优点能确保在高速采样的同时将均值处理后的采样值实时上报到主控模块；同样的，本发明采用的ADC采样速率大于10MSPS。

FPGA通过设计串口模块RXD管脚接收控制***的主控模块下传的预设报警范围值，将SPI通讯方式得到的ADC采样值通过TXD管脚发送给控制***的主控模块。

采样电路可以集成在控制模块内，也可以不集成在控制模块内。

采样电路实时对模拟量进行采样并将采样值传递给控制模块，控制模块将采样值与预设软件报警范围值进行比较，同时控制模块将采样值上报至控制***作为数据显示及备份记录使用。

进一步地，所述光电转换电路包括光电管D1、运放U1和运放U2，所述光电管D1的正极与电阻R1的一端、电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端接地，电阻R2的另一端与运放U1的正极输入端连接，光电管D1的负极分别与电阻R3的一端、电容C1的一端连接，电容C1的另一端接地，电阻R3的另一端与电感L1的一端连接，电感L1的另一端连接第一电压，运放U1的负极输入端与运放U1的输出端连接，运放U1的输出端与电阻R4的一端连接，电阻R4的另一端与电容C4的一端以及运放U2的正极输入端连接，电容C4的另一端接地，运放U2的负极输入端分别与电阻R5的一端、电位器RW1的第一固定端连接，电阻R5的另一端接地，电位器RW1的第二固定端以及其滑动端与运放U2的输出端连接，运放U2的输出端为光电转换电路的输出端。

如图4所示，当脉冲光信号输入到指定波长光电管时，根据光电管有光输入导通，无光输入断开的工作原理判断此时光电管会导通，通过适当调整R1电阻值可得到光电管导通时R1端的电压压降Vop，经过一级运放和二级运放放大后可得到所需的光强对应电压值Vop2，即输入光强Ein＝Vop2，无光输入时Vop2＝0。

一级运放(运放U1)用于将频率信号转换为连续的信号，当一级运放输出的信号较弱时，还需要设置二级运放(运放U2)将信号进行放大，且可以调节2级运放的增益倍数将输出信号幅值放大。

进一步地，比较电路采用比较器，比较器的同向输入端与光电转换电路的输出端连接，比较器的反向输入端V-连接基准电路(基准电路用于输出基准电压即预设比较值，基准电压即预设比较值可调节)。

光电转换电路将经过处理的光信号对应的电压输入到比较器的同向输入端V+，比较器的反向输入端V-预接滑阻输入电压为0，调节滑阻值可调整V-端输入电压大小。根据比较器工作原理，正常工作时若光持续输入至光电管，则V+端电压保持不变，将V-端电压调整至V+端电压值之下，使比较器输出电压为高电平；当光电管输入光减弱或者消失时，此时V->V+，比较器输出电压为低电平。

比较器输出电平直接输入到FPGA中进行处理，当FPGA发现输入电平发生从高电平到低电平的跳变时就会产生保护动作。同时，硬件比较电路能滤除软件采样时伴随的电路噪声影响。

进一步地，所述比较电路包括运放U3，所述运放U3的正极输入端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与光电转换电路的输出端连接，运放U3的负极输入端分别与电容C8的一端、电位器RW2的滑动端连接，电容C8的另一端接地，电位器RW2的第一固定端接地，电位器RW2的第二固定端连接第二电压，运放U3的输出端与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端连接第二电压，运放U3的输出端为比较电路的输出端。

进一步地，所述供电控制电路包括运放U5、光耦U4以及MOS管Q1和MOS管Q2，运放U5的正极输入端分别与电阻R10的一端以及MOS管Q1的漏极连接，电阻R10的另一端连接电压VSET，MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的栅极分别与控制模块的第一输出端EN以及电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端接地，运放U5的负极输入端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端分别与电阻R17的一端以及MOS管Q2的源极连接，电阻R17的另一端接地，MOS管Q2的漏极与用于连接泵浦源的接口的第一引脚连接，MOS管Q2的栅极与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端分别与电阻R14的一端、电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端接地，电阻R14的另一端与运放U5的输出端连接，光耦U4的第一输入端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端连接第二电压，光耦U4的第二输入端与电阻R8的一端以及控制模块的第二输出端IO_switch连接，电阻R8的另一端连接第二电压，光耦U4的第一输出端与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极连接第三电压，光耦U4的第二输出端与用于连接泵浦源的接口的第二引脚连接。

电压VSET由控制***的主控模块或主控芯片控制DAC输出，当保护装置的FPGA检测到种子光源异常时，发送信号给控制***的主控模块，控制***的主控模块控制DAC输出0。

参见图6，用于连接泵浦源的接口的引脚1、引脚2分别用于连接泵浦源的正负极。

在实时检测过程中，FPGA检测到软件采样或者硬件比较电路不符合预设要求时，会立即改变IO_switch管脚和EN管脚状态，通过断开供电及电流给定的方式切断泵浦LD的电流，从而保护光子晶体光纤。

实施例二

本发明实施例公开了一种基于飞秒脉冲光纤激光器的光纤增益介质保护装置，包括光电转换电路、电源电路、控制模块、供电控制电路以及比较电路，该保护装置未设置采样电路，控制模块根据比较电路输出的比较结果，控制供电控制电路。本实施例的其他对应技术特征与实施例一相同。

实施例三

本发明实施例公开了一种基于飞秒脉冲光纤激光器的光纤增益介质保护装置，包括光电转换电路、电源电路、控制模块、供电控制电路以及采样电路，该保护装置未设置比较电路，控制模块将采样电路的采样值与预设报警范围值进行比较，根据软件比较结果，控制供电控制电路。本实施例的其他对应技术特征与实施例一相同。

实施例四

参见图1，本发明公开了一种激光器***，包括种子光源、光分路器、泵浦源、光子晶体光纤以及如实施例一或实施例二或实施例三所述的光纤增益介质保护装置；

所述种子光源用于输出种子光；

所述光分路器用于接收种子光，并将其为两路，其中一路光经种子光耦合***传输至光子晶体光纤，另一路传输至光纤增益介质保护装置；

光纤增益介质保护装置用于接收种子光信号，进行异常检测(如判断是否符合预设要求)，控制泵浦源的工作状态；

所述泵浦源用于输出泵浦光，并经泵浦光耦合***耦合进光子晶体光纤。

激光器***还包括控制***，控制***包括主控模块，控制***的主控模块与光纤增益介质保护装置的控制模块通讯，光纤增益介质保护装置的控制模块用于将采样值实时上报到控制***的主控模块，并接收控制***的主控模块下传的预设报警范围值。

实施例五

参见图2，本发明实施例公开了一种飞秒激光器的光纤增益介质保护方法，包括如下步骤：

S1)将光子晶体光纤的输入信号光按设定比例分出一部分作为输入光信号输入到光电转换电路；

S2)光电转换电路接收输入光信号，并将光信号转化为电信号分别输入到比较电路或/和采样电路；

S3)执行第一异常检测步骤，包括：采样电路实时对光电转换电路输出的模拟信号进行采样，并将采样值传递给控制模块，控制模块接收采样值，并将采样值与预设报警范围值进行比较，当采样值超出预设报警范围值时，执行步骤S4)，否则，继续执行第一异常检测步骤；

执行第二异常检测步骤，包括：比较电路实时接收光电转换电路输出的模拟信号，并将模拟信号与预设比较值(如预设硬件报警电压)进行比较，输出比较结果给控制模块，当控制模块判断比较结果出现异常，则执行步骤S4)，否则，继续执行第二异常检测步骤；

S4)控制模块输出控制信号给供电控制电路，控制供电控制电路切断泵浦源的供电及电流，如快速关断供电及电流以保护光子晶体光纤。

进一步地，比较电路实时接收光电转换电路输出的模拟信号，并将模拟信号与预设比较值进行比较，当模拟信号大于或等于预设比较值，则输出第一电平(如高电平)给控制模块，当模拟信号小于预设比较值，则输出第二电平(如低电平)给控制模块；当控制模块发现输入电平发生从第一电平到第二电平的跳变时，执行步骤S4)。

进一步地，S1)具体包括：将光子晶体光纤输入信号光按等比例分出作为输入信号输入到光电转换电路。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种光纤增益介质保护装置，其特征在于：包括光电转换电路、控制模块、供电控制电路以及比较电路或/和采样电路，所述光电转换电路用于接收种子光信号，并将光信号转化为模拟信号，所述采样电路的输入端与光电转换电路的输出端连接，采样电路的输出端与控制模块的第一输入端连接，所述比较电路的输入端与光电转换电路的输出端连接，比较电路的输出端与控制模块的第二输入端连接，所述控制模块的输出端与供电控制电路的输入端连接，供电控制电路的输出端与泵浦源连接；

所述比较电路用于实时接收光电转换电路输出的模拟信号，并将模拟信号与预设比较值进行比较，当模拟信号大于预设比较值，则输出第一电平给控制模块，当模拟信号小于预设比较值，则输出第二电平给控制模块；

当控制模块发现输入电平发生从第一电平到第二电平的跳变时，控制模块输出控制信号给供电控制电路，控制供电控制电路切断泵浦源的供电及电流；

所述采样电路用于实时对光电转换电路输出的模拟信号进行采样，并将采样值传递给控制模块；所述控制模块用于接收采样值，并将采样值与预设报警范围值进行比较，当采样值超出预设报警范围值时，控制模块输出控制信号给供电控制电路，控制供电控制电路切断泵浦源的供电及电流；

所述供电控制电路包括运放U5、光耦U4以及MOS管Q1和MOS管Q2，运放U5的正极输入端分别与电阻R10的一端以及MOS管Q1的漏极连接，电阻R10的另一端连接电压VSET，MOS管Q1的源极接地，MOS管Q1的栅极分别与控制模块的第一输出端EN以及电阻R11的一端连接，电阻R11的另一端接地，运放U5的负极输入端与电阻R12的一端连接，电阻R12的另一端分别与电阻R17的一端以及MOS管Q2的源极连接，电阻R17的另一端接地，MOS管Q2的漏极与用于连接泵浦源的接口的第一引脚连接，MOS管Q2的栅极与电阻R16的一端连接，电阻R16的另一端分别与电阻R14的一端、电阻R15的一端连接，电阻R15的另一端接地，电阻R14的另一端与运放U5的输出端连接，光耦U4的第一输入端与电阻R9的一端连接，电阻R9的另一端连接第二电压，光耦U4的第二输入端与电阻R8的一端以及控制模块的第二输出端IO_switch连接，电阻R8的另一端连接第二电压，光耦U4的第一输出端与二极管D2的正极连接，二极管D2的负极连接第三电压，光耦U4的第二输出端与用于连接泵浦源的接口的第二引脚连接。

2.如权利要求1所述的光纤增益介质保护装置，其特征在于：所述光电转换电路包括光电管D1、运放U1，所述光电管D1的正极与电阻R1的一端、电阻R2的一端连接，电阻R1的另一端接地，电阻R2的另一端与运放U1的正极输入端连接，光电管D1的负极分别与电阻R3的一端、电容C1的一端连接，电容C1的另一端接地，电阻R3的另一端与电感L1的一端连接，电感L1的另一端连接第一电压，运放U1的负极输入端与运放U1的输出端连接，运放U1的输出端用于输出所需信号。

3.如权利要求2所述的光纤增益介质保护装置，其特征在于：所述光电转换电路还包括运放U2，运放U2的正极输入端用于接收运放U1输出的信号，运放U2的负极输入端分别与电阻R5的一端、电位器RW1的第一固定端连接，电阻R5的另一端接地，电位器RW1的第二固定端以及其滑动端与运放U2的输出端连接，运放U2的输出端用于输出所需信号。

4.如权利要求2或3所述的光纤增益介质保护装置，其特征在于：所述光电转换电路还包括滤波及限流电路，所述滤波及限流电路设置在运放U1的输出端。

5.如权利要求1所述的光纤增益介质保护装置，其特征在于：所述比较电路包括运放U3，所述运放U3的正极输入端与电阻R6的一端连接，电阻R6的另一端与光电转换电路的输出端连接，运放U3的负极输入端分别与电容C8的一端、电位器RW2的滑动端连接，电容C8的另一端接地，电位器RW2的第一固定端接地，电位器RW2的第二固定端连接第二电压，运放U3的输出端与电阻R7的一端连接，电阻R7的另一端连接第二电压，运放U3的输出端为比较电路的输出端。

6.一种激光器***，其特征在于：包括种子光源、光分路器、泵浦源、光子晶体光纤以及如权利要求1至5任一所述的光纤增益介质保护装置；

所述种子光源用于输出种子光；

所述光分路器用于接收种子光，并将其为两路，其中一路光经种子光耦合***传输至光子晶体光纤，另一路传输至光纤增益介质保护装置；

光纤增益介质保护装置用于接收种子光信号，进行异常检测，控制泵浦源的工作状态；

所述泵浦源用于输出泵浦光，并经泵浦光耦合***耦合进光子晶体光纤。

7.一种飞秒激光器的光纤增益介质保护方法，其特征在于，采用了如权利要求1至5任一所述的光纤增益介质保护装置，包括如下步骤：

S1)将光子晶体光纤的输入信号光按设定比例分出一部分作为输入光信号输入到光电转换电路；

S2)光电转换电路接收输入光信号，并将光信号转化为电信号分别输入到比较电路或/和采样电路；

S3)采样电路实时对光电转换电路输出的模拟信号进行采样，并将采样值传递给控制模块，控制模块接收采样值，并将采样值与预设报警范围值进行比较，当采样值超出预设报警范围值时，执行步骤S4)；

比较电路实时接收光电转换电路输出的模拟信号，并将模拟信号与预设比较值进行比较，输出比较结果给控制模块，当控制模块判断比较结果出现异常，则执行步骤S4)；

S4)控制模块输出控制信号给供电控制电路，控制供电控制电路切断泵浦源的供电及电流。

8.如权利要求7所述的飞秒激光器的光纤增益介质保护方法，其特征在于：比较电路实时接收光电转换电路输出的模拟信号，并将模拟信号与预设比较值进行比较，当模拟信号大于预设比较值，则输出第一电平给控制模块，当模拟信号小于预设比较值，则输出第二电平给控制模块；

当控制模块发现输入电平发生从第一电平到第二电平的跳变时，执行步骤S4)。