DE19929332A1 - Driver for Q-switch or other acousto-optical components for laser applications has amplifier supplied with HF oscillator signal to drive component with bandwidth exceeding oscillator signal's - Google Patents
Driver for Q-switch or other acousto-optical components for laser applications has amplifier supplied with HF oscillator signal to drive component with bandwidth exceeding oscillator signal'sInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Treiber für Güteschalter oder andere akusto optische Komponenten für Laseranwendungen. Die akusto-optischen Komponenten können bei den verschiedensten Laser-Anwendungen zum Ansatz kommen, insbeson dere beim Schweißen, Bohren, Markieren oder Beschriften mittels Laser.The invention relates to a driver for Q-switches or other acousto optical components for laser applications. The acousto-optical components can be used in a wide variety of laser applications, in particular especially when welding, drilling, marking or labeling with a laser.
Zur Erzeugung von Laserimpulsen hoher Energie ist es bekannt, in den Resonator eines Lasers (z. B. eines YAG-Lasers) einen Güteschalter ("Q-Switch) zu integrieren. Dabei handelt es sich um einen akusto-optischen Schalter, mit dessen Hilfe der Laser strahl unterbrochen werden kann. Bei Unterbrechung des Laserstrahls "pumpt" sich der Laser mit Energie auf. Danach kann durch Öffnen des Güteschalters die Abgabe eines extrem leistungstarken Laserimpulses ausgelöst werden, der die Dauerleistung eines Dauerstrichlasers ("cw-Laser") erheblich übersteigt.It is known to generate high energy laser pulses in the resonator of a laser (e.g. a YAG laser) to integrate a Q switch. It is an acousto-optical switch, with the help of which the laser beam can be interrupted. If the laser beam is interrupted, it "pumps up" the laser with energy on. After that, the delivery can be opened by opening the quality switch an extremely powerful laser pulse that triggers the continuous output of a continuous wave laser ("cw laser") significantly exceeds.
Der Güteschalter hat ein akusto-optisches Material (z. B. ein Kristall), durch das der Laserstrahl hindurchgeht. Zum Schalten des Laserstrahls ist die Beugung desselben im Material steuerbar. Hierfür wird ein am Material angebrachter Wandler mittels eines Hochfrequenzsignals angetrieben. Wenn das Hochfrequenzsignal anliegt, wird der Laserstrahl gebeugt. Wird das Hochfrequenzsignal abgeschaltet, geht der Laserstrahl praktisch ohne Beugung durch. Diese opto-akustischen Komponenten werden auch als "Bragg-Zelle" bezeichnet.The Q-switch has an acousto-optical material (e.g. a crystal) through which the Laser beam passes through. To switch the laser beam, the same is diffracted in Controllable material. For this purpose, a transducer attached to the material is activated by means of a High frequency signal driven. When the high frequency signal is present, the Laser beam bent. If the high-frequency signal is switched off, the laser beam goes off practically without diffraction. These opto-acoustic components are also called Inscribed "Bragg cell".
Um die Höhe des freigesetzten Laserimpulses steuern zu können bzw. den Laser impuls zu stabilisieren, ist es wünschenswert, den Güteschalter beim Freischalten des Laserimpulses mit einem Hochfrequenzsignal zu steuern, dessen Pegel deutlich nied riger als der des Hochfrequenzsignals zum Sperren des Güteschalters ist, wobei über dies eine Regelbarkeit des Hochfrequenzsignals geringeren Pegels wünschenswert sein kann. Bereits bekannt ist, zum Regeln des Hochfrequenzsignals einen Ring mischer mit Dioden heranzuziehen. Nachteilig ist jedoch, daß aufgrund des Durchlaß verhaltens (insbesondere Schwellspannung) und der Temperaturdrift von Dioden mit tels eines Ringmischers eine reproduzierbare Regelung nicht praktikabel ist. Ein ein schlägiger Treiber für Güteschalter ist in der US 4 675 872 beschrieben. To control the level of the released laser pulse or the laser to stabilize the pulse, it is desirable to switch the Q-switch off when the To control the laser pulse with a high-frequency signal, the level of which is clearly low riger than that of the high-frequency signal to disable the Q-switch, wherein about a controllability of the high-frequency signal of a lower level is desirable can be. A ring is already known for regulating the high-frequency signal pull mixer with diodes. The disadvantage, however, is that due to the passage behavior (especially threshold voltage) and the temperature drift of diodes a reproducible control is not practical using a ring mixer. A one Relevant driver for Q-switches is described in US 4,675,872.
Auch ist schon ein Treiber bekannt geworden, bei dem das Signal eines Oszillators einer Signalteilung zugeführt wird, die zwei abstimmbare Verstärker speist. Die Aus gangssignale dieser Verstärker sind über einen elektronischen Umschalter ab wechselnd über einen Abschwächer einem Güteschalter zufügbar. Diese Schaltung ermöglicht zwar die Voreinstellung zweier Pegel, nicht jedoch deren Regelung beim Laserbetrieb. Mit diesem Treiber werden also noch keine optimalen Ergebnisse bei der Steuerung von Güteschaltern erreicht.A driver has also become known in which the signal of an oscillator a signal division is fed, which feeds two tunable amplifiers. The out output signals of these amplifiers are switched off via an electronic switch alternately addable to a Q-switch via an attenuator. This circuit allows the presetting of two levels, but not their regulation when Laser operation. So with this driver you will not get optimal results control of Q-switches achieved.
Ähnliche Probleme können bei anderen akusto-optischen Komponenten eintreten, bei spielsweise bei akusto-optischen Modulatoren, einstellbaren Filtern, Deflektoren und Frequenzverschiebern.Similar problems can occur with other acousto-optical components, at for example with acousto-optical modulators, adjustable filters, deflectors and Frequency shifters.
Davon ausgehend liegt die Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Treiber für Güte schalter oder andere akusto-optische Komponenten für Laseranwendungen zur Verfü gung zu stellen, der die Einstellbarkeit des Hochfrequenzsignals für die akusto-opti sche Komponente verbessert.Proceeding from this, the object of the invention is a driver for quality switches or other acousto-optical components for laser applications to provide the adjustability of the high-frequency signal for the acousto-opti cal component improved.
Die Aufgabe wird durch einen Treiber mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Treibers sind in den Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a driver with the features of claim 1. Advantageous configurations of the driver are specified in the subclaims.
Der erfindungsgemäße Treiber für Güteschalter oder andere akusto-optische Kompo
nente für Laseranwendungen hat
The driver according to the invention for Q-switches or other acousto-optical components for laser applications
- - einen Hochfrequenz-Oszillator und- a high frequency oscillator and
- - einen mit dem Signal des Hochfrequenz-Oszillators gespeisten Verstärker zum Treiben der akusto-optischen Komponente, der eine Bandbreite hat, die die Fre quenz des Hochfrequenz-Oszillators um ein Mehrfaches übersteigt, und der einen Steuereingang zum Einstellen der Verstärkung aufweist, um die Beeinflussung eines Laserstrahls durch die akusto-optische Komponente zu steuern.- An amplifier fed with the signal of the high-frequency oscillator Driving the acousto-optical component, which has a bandwidth that the Fre frequency of the high-frequency oscillator exceeds several times, and the one Control input for adjusting the gain has to influence to control a laser beam through the acousto-optical component.
Der Hochfrequenz-Oszillator kann insbesondere eine Frequenz haben, die im MHz- Bereich angesiedelt ist. So kann die Frequenz beispielsweise 27,12 oder 24 oder 40,68 oder 68 MHz betragen, um nur einige Werte zu nennen. Die Bandbreite des Verstär kers, die bei 0 MHz (Gleichstrom) beginnen kann, beträgt nun ein Mehrfaches der Oszillatorfrequenz, vorzugsweise mindestens das Dreifache. Operationsverstärker, die solch extreme Bandbreiten haben und in 50 Ohm-Technik arbeiten, was zur ver zerrungsfreien Verstärkung hoher Frequenzen erforderlich ist, sind inzwischen ver fügbar. Beispielsweise ist ein Operationsverstärker mit einer Bandbreite von 0 bis 350 MHz auf dem Markt.The high-frequency oscillator can in particular have a frequency that is in the MHz Area is located. For example, the frequency can be 27, 12 or 24 or 40, 68 or 68 MHz, to name just a few values. The bandwidth of the amplifier kers, which can start at 0 MHz (direct current), is now a multiple of Oscillator frequency, preferably at least three times. Operational amplifiers that have such extreme bandwidths and work in 50 Ohm technology, which ver distortion-free amplification of high frequencies is now required available. For example, an operational amplifier with a bandwidth of 0 to 350 MHz on the market.
Dadurch, daß ein Verstärker mit einer solchen Bandbreite zum Einsatz kommt, ist es möglich, das Hochfrequenzsignal extrem schnell zu steuern bzw. zu regeln. So können extrem steile Signalflanken erreicht werden, so daß ein Pegelverlauf des Hoch frequenzsignals zum Treiben der akusto-optischen Komponente mit praktisch recht eckförmigen Abschnitten erzielbar ist. Auf diese Weise kann ein Güteschalter schnell von Durchschalten auf Sperren umgeschaltet werden. Auch ist es hierdurch möglich, ein Restpegel des Hochfrequenzsignals in der Sperrphase zu regeln, um den Laserim puls zu beeinflussen.Because an amplifier with such a bandwidth is used, it is possible to control or regulate the high-frequency signal extremely quickly. So can extremely steep signal edges can be achieved, so that a level curve of the high frequency signal for driving the acousto-optical component with practically right corner-shaped sections can be achieved. This way, a Q-switch can be quick can be switched from switching to blocking. This also makes it possible to regulate a residual level of the high-frequency signal in the blocking phase to the Laserim to influence pulse.
Bevorzugt wird das Signal des Hochfrequenzoszillators über einen Vorverstärker dem Verstärker zugeführt, wobei der Vorverstärker einen Steuereingang zum Einstellen der Verstärkung auf einen vorgegebenen Wert ("preset") hat. Durch den Vorverstärker kann eine maximale Ausgangsleistung des Hochfrequenzsignals zur Steuerung der akusto-optischen Komponenten vorgegeben werden. Mittels des Verstärkers wird dann der Pegel des Hochfrequenzsignals bis zu der maximalvorgegebenen Höhe ein gestellt. Der Vorverstärker hat bevorzugt ebenfalls eine Bandbreite, die die Frequenz des Hochfrequenz-Oszillators um ein Mehrfaches übersteigt. Hierdurch ist es insbe sondere möglich, schnelle Schaltvorgänge auch mittels des Vorverstärkers zu steuern. Das kann beispielsweise für eine schnelle Abschaltung beim Überschreiten unzulässi ger Bedingungen (Überhitzung, Schaltzustände etc.) genutzt werden.The signal of the high-frequency oscillator is preferred via a preamplifier Amplifier supplied, the preamplifier has a control input for setting the Gain to a predetermined value ("preset"). Through the preamp can control a maximum output power of the high frequency signal acousto-optical components can be specified. By means of the amplifier then the level of the radio frequency signal up to the maximum predetermined level posed. The preamplifier also preferably has a bandwidth that is the frequency of the high-frequency oscillator exceeds several times. This makes it particularly special possible to control fast switching processes using the preamplifier. This can be impermissible, for example, for a quick shutdown when exceeded conditions (overheating, switching states etc.) can be used.
Vorzugsweise ist der Verstärker und/oder der Vorverstärker ein linearer Verstärker und/oder Vorverstärker.The amplifier and / or the preamplifier is preferably a linear amplifier and / or preamplifier.
Weiterhin vorzugsweise wird das Signal des Hochfrequenz-Oszillators über einen digitalen Schalter dem Vorverstärker und/oder dem Verstärker zugeführt. Hierdurch ist ein besonders schnelles Ein- und Ausschalten des Hochfrequenzsignals zum Steuern der akusto-optischen Komponente möglich. Furthermore, the signal of the high-frequency oscillator is preferably via a digital switch supplied to the preamplifier and / or the amplifier. Hereby is a particularly fast switching on and off of the high-frequency signal for Control of the acousto-optical component possible.
Weiterhin bevorzugt ist Oszillator über einen Puffer vom digitalen Schalter und/oder Vorverstärker und/oder Verstärker entkoppelt, um Rückwirkungen von Schaltvorgän gen auf den Betrieb des Oszillators entgegenzuwirken.Oscillator via a buffer from the digital switch and / or is also preferred Preamplifier and / or amplifier decoupled to repercussions of switching processes counteract the operation of the oscillator.
Das Signal des Verstärkers kann über einen Endverstärker der akusto-optischen Kom ponente zugeführt werden, um die Leistung zum Steuern der Komponente zu erhöhen.The signal of the amplifier can the acousto-optical com component to increase the power to control the component.
Zur Steuerung des Verstärkers kann dessen Steuereingang insbesondere mit einer ein stellbaren Steuerspannungsquelle (z. B. ein Spannungsteiler) und/oder einem über Datenworte steuerbaren Digital-Analogwandler und/oder einem über eine Telekom munikationsverbindung steuerbaren Microcontroller (mit Analogausgang) oder Steuereinrichtung verbunden sein. Mehrere verschiedene Steuersignalquellen können über einen Summierer auf den Steuereingang geschaltet sein.To control the amplifier, its control input can be connected with a adjustable control voltage source (e.g. a voltage divider) and / or a Data words controllable digital-to-analog converter and / or one via a Telekom Communication link controllable microcontroller (with analog output) or Control device to be connected. Several different control signal sources can be used be connected to the control input via a totalizer.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung kann am Steuereingang des Vorverstärkers eine einstellbare Steuerspannungsquelle (z. B. ein Spannungsteiler) und/oder ein über eine Telekommunikationsverbindung steuerbarer Microcontroller (z. B. mit Analogaus gang) oder Steuereinrichtung anliegen.According to a further embodiment, one can be connected to the control input of the preamplifier adjustable control voltage source (e.g. a voltage divider) and / or via a Telecommunication connection controllable microcontroller (e.g. with analogue gear) or control device.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der anliegenden Zeichnungen des Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen: The invention is described below with reference to the accompanying drawings of the embodiment example explained in more detail. The drawings show:
Fig. 1 ein Diagramm mit dem zeitlichen Verlauf des Hochfrequenzsignalpegels eines erfindungsgemäßen Treibers zum Steuern eines Güteschalters; FIG. 1 shows a diagram with the temporal course of the high-frequency signal level of a driver according to the invention for controlling a Q-switch;
Fig. 2 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Treibers; Fig. 2 is a block diagram of the driver according to the invention;
Fig. 3 ein Diagramm mit zeitlichen Verläufen verschiedener Signale des Treibers. Fig. 3 is a diagram showing temporal waveforms of various signals of the driver.
Fig. 1 hat ein Treiber zum Steuern eines Güteschalters ein Hochfrequenz-Ausgangs signal (RF-Out) 1, dessen Pegel in Abschnitten 1', 1" einen Maximalwert max annimmt und in kurzen Zeitabschnitten 1''', 1 IV von jeweils einigen µsec. Dauer auf einen sehr viel geringeren Wert abfällt. In den Zeitabschnitten 1', 1" wird der Güte schalter gesperrt, damit der Laser Energie "pumpen" kann. In den Zeitabschnitten 1''', 1 IV wird der Güteschalter "geöffnet", damit der Laser einen starken Impuls abgeben kann. Solche Laserimpulse, deren Dauer die der Abschnitte 1''', 1 IV erheblich unter schreiten kann, sind bei 2', 2" eingezeichnet. Fig. 1 has a driver for controlling a Q-switch a high-frequency output signal (RF-Out) 1 , the level in sections 1 ', 1 "assumes a maximum value max and in short time sections 1 ''', 1 IV of a few µsec each The duration drops to a much lower value. In the time segments 1 ', 1 "the quality switch is blocked so that the laser can" pump "energy. In time periods 1 ''', 1 IV , the Q-switch is "opened" so that the laser can emit a strong pulse. Laser pulses of this type, the duration of which can be considerably shorter than that of sections 1 ''', 1 IV , are shown at 2 ', 2 ".
Mit dem erfindungsgemäßen Treiber wird erreicht, daß die Übergänge zwischen den Abschnitten 1', 1''', 1" und 1 IV usw. des Hochfrequenzsignals 1 extrem steile Flan ken haben. Außerdem ist mittels des erfindungsgemäßen Treibers der Maximalwert 1', 1" einstellbar. Ferner sind die Pegel in den Bereichen 1''', 1 IV veränderbar, um die Lasersignale 2', 2" vorteilhaft zu beeinflussen. With the driver according to the invention it is achieved that the transitions between the sections 1 ', 1 ''', 1 "and 1 IV etc. of the high-frequency signal 1 have extremely steep flanks. In addition, the maximum value 1 ', 1 " is adjustable. Furthermore, the levels in the areas 1 ″ ″, 1 IV can be changed in order to advantageously influence the laser signals 2 ′, 2 ″.
Das Hochfrequenzsignal hat beispielsweise eine Frequenz von 27,12 MHz. Die Abfallzeit bzw. Anstiegszeit der Flanken des Hochfrequenzsignals 1 kann beispiels weise kleiner als 75 nsec sein.The high-frequency signal has a frequency of 27.12 MHz, for example. The fall time or rise time of the edges of the high-frequency signal 1 can, for example, be less than 75 nsec.
Gemäß Fig. 2 hat ein erfindungsgemäßer Treiber einen Oszillator 3, der quarzstabili siert sein kann und das Hochfrequenzsignal 1 liefert. Der Oszillator 3 liefert das Hoch frequenzsignal an einen Puffer 4, der Entkopplungszwecken dient und von einer ein fachen Transistorstufe gebildet sein kann. Vom Puffer 4 wird das Signal an den Ein gang eines digitalen Schalters 5 weitergegeben, der über einen Steuereingang 6 mittels eines digitalen Steuersignals steuerbar ist. Der Digitalschalter 5 kann konventionell als Gatter bzw. in TTL- oder ECL-Technik ausgeführt sein.According to Fig. 2 has a driver according to the invention an oscillator 3, which may be quarzstabili Siert and supplies the high-frequency signal is 1. The oscillator 3 supplies the high-frequency signal to a buffer 4 , which serves decoupling purposes and can be formed by a simple transistor stage. From the buffer 4 , the signal is passed on to the input of a digital switch 5 , which can be controlled via a control input 6 by means of a digital control signal. The digital switch 5 can be designed conventionally as a gate or in TTL or ECL technology.
Der Ausgang des Digitalschalters 5 ist mit dem Eingang eines Vorverstärkers 7 ver bunden. Dabei handelt es sich um einen breitbandigen, linearen Hochfrequenzverstär ker mit einstellbarer Verstärkung. Ein geeigneter Verstärker wird beispielsweise von der National Semiconductor Corporation, Arlington, Texas, USA unter der Bezeich nung CLC 522 vertrieben. Der Vorverstärker 7 kann beispielsweise eine Bandbreite von 0 bis 350 MHz haben.The output of the digital switch 5 is connected to the input of a preamplifier 7 . It is a broadband, linear high-frequency amplifier with adjustable gain. A suitable amplifier is sold, for example, by the National Semiconductor Corporation, Arlington, Texas, USA under the designation CLC 522. The preamplifier 7 can have a bandwidth of 0 to 350 MHz, for example.
An einen Steuereingang des Vorverstärkers 7 ist ein Spannungsteiler 8 angeschlossen, so daß die Verstärkung des Vorverstärkers 7 mittels des Spannungsteilers 8 einstellbar ist. Der Spannungsteiler 8 kann von außen zugänglich an einem Gehäuse des Treibers angebracht sein.A voltage divider 8 is connected to a control input of the preamplifier 7 , so that the amplification of the preamplifier 7 can be adjusted by means of the voltage divider 8 . The voltage divider 8 can be attached to a housing of the driver so that it is accessible from the outside.
Ein weiterer Steuereingang des Vorverstärkers 7 ist mit einem Microcontroller 9 ver bunden. Der Microcontroller 9 hat einen Eingang 10 für eine Telekommunikations verbindung (z. B. CAN-Controller). Über den Eingang 10 ist eine Fernsteuerung und -diagnose des Systems möglich. So kann beispielsweise über den Microcontroller 9 die Verstärkung des Vorverstärkers 7 ferneingestellt werden.Another control input of the preamplifier 7 is connected to a microcontroller 9 . The microcontroller 9 has an input 10 for a telecommunications connection (e.g. CAN controller). Remote control and diagnosis of the system is possible via input 10 . For example, the gain of the preamplifier 7 can be set remotely via the microcontroller 9 .
Die Einstellung der Verstärkung des Vorverstärkers 7 bestimmt maßgeblich den Maximalwert max des Hochfrequenzssignals 1 (vgl. Fig. 1).The setting of the gain of the preamplifier 7 decisively determines the maximum value max of the high-frequency signal 1 (cf. FIG. 1).
Ein Ausgang des Vorverstärkers 7 ist mit einem Verstärker 11 verbunden, bei dem es sich ebenfalls um einen breitbandigen, nicht linearen Operationsverstärker mit ein stellbarer Verstärkung handelt. Hier kann derselbe Verstärkertyp wie für den Vorver stärker 7 zum Einsatz kommen.An output of the preamplifier 7 is connected to an amplifier 11 , which is also a broadband, non-linear operational amplifier with an adjustable gain. The same type of amplifier as for the pre-amplifier 7 can be used here.
Der Verstärker 11 hat einen Steuereingang 12 zum Einstellen der Verstärkung, der an einen Summierer 13 angeschlossen ist. Der Summierer 13 kann ein herkömmlicher Operationsverstärker sein. Der Summierer 13 hat einen Steuereingang 14, an den eine (z. B. von 0 bis 1 V) einstellbare Spannungsquelle (z. B. mit einem Spannungsteiler gebildet) angeschlossen werden kann. Die Spannungsquelle kann manuell einstellbar und außen am Gehäuse des Treibers zugänglich sein.The amplifier 11 has a control input 12 for adjusting the gain, which is connected to a summer 13 . The summer 13 can be a conventional operational amplifier. The summer 13 has a control input 14 to which a voltage source (for example from 0 to 1 V) which can be set (for example formed with a voltage divider) can be connected. The voltage source can be manually adjusted and accessible from the outside of the driver's housing.
Der Summierer 13 hat überdies einen Steuereingang 15, der an den Analogausgang eines Digital-Analog-Wandlers 16 angeschlossen ist. An den Digitaleingang des Wandlers 16 ist ein Datenwort anlegbar, das von dem Wandler in einen analogen Spannungswert gewandelt wird, welches auf den Summierer 13 gegeben wird.The summer 13 also has a control input 15 which is connected to the analog output of a digital-to-analog converter 16 . A data word can be applied to the digital input of the converter 16 , which is converted by the converter into an analog voltage value, which is given to the summer 13 .
Schließlich hat der Summierer 13 einen Steuereingang 17, der mit dem Microcontrol ler 9 verbunden ist. Hierfür kann der Microcontroller 9 einen Analogausgang haben. Hierdurch ist es möglich, über den Eingang 10 den Steuereingang 12 des Verstärkers 11 fernzusteuern.Finally, the summer 13 has a control input 17 , which is connected to the microcontroller 9 . For this purpose, the microcontroller 9 can have an analog output. This makes it possible to control the control input 12 of the amplifier 11 remotely via the input 10 .
Schließlich ist der Ausgang des Verstärkers 11 mit einem Endverstärker 18 verbun den, der im wesentlichen von einigen Leistungstransistoren gebildet sein kann. Am Ausgang 19 des Endverstärkers 18 wird das Hochfrequenzsignals 1 zum Steuern des Güteschalters zur Verfügung gestellt.Finally, the output of the amplifier 11 is connected to an output amplifier 18 which can be essentially formed by some power transistors. The high-frequency signal 1 for controlling the Q-switch is provided at the output 19 of the power amplifier 18 .
Die Funktion dieses Treibers wird durch die Signalverläufe in Fig. 3 verdeutlicht. Darin ist oben der Verlauf eines Signals A1 gezeigt, das als Steuersignal am Steuer eingang 6 des Digitalschalters 5 anliegt. Wenn das Steuersignal A1 einen hohen Pegel hat, wird der Digitalschalter 5 gesperrt. Wenn das Steuersignal A1 einen niedrigen Pegel hat, wird der Digitalschalter 5 durchgeschaltet.The function of this driver is illustrated by the waveforms in Fig. 3. This shows the course of a signal A1, which is present as a control signal at the control input 6 of the digital switch 5 . When the control signal A1 is high, the digital switch 5 is locked. When the control signal A1 is low, the digital switch 5 is turned on .
Am Steuereingang 12 des Verstärkers 11 liegt das Steuersignal A2 an, dessen Verlauf in der Mitte der Fig. 3 gezeigt ist. Dieses kann beliebige Werte zwischen einem Maximum und einem Minimum annehmen. Die Verstärkung des Verstärkers 11 ist linear abhängig von der Höhe des Steuersignals A2. Bei maximalem Pegel des Steuer signals A2 hat somit der Verstärker 11 maximale Verstärkung und bei Niedrigstwert des Pegels A2 wird die Minimalverstärkung erreicht.The control signal A2 is present at the control input 12 of the amplifier 11 , the course of which is shown in the middle of FIG. 3. This can take any value between a maximum and a minimum. The gain of the amplifier 11 is linearly dependent on the level of the control signal A2. At the maximum level of the control signal A2, the amplifier 11 thus has maximum amplification and the minimum amplification is at the lowest level A2.
Hierdurch ist es möglich, den Pegel des Hochfrequenzsignals 1 zwischen einem durch den Vorverstärker 7 vorgegebenen Maximalwert und dem Wert 0 zu steuern.This makes it possible to control the level of the high-frequency signal 1 between a maximum value specified by the preamplifier 7 and the value 0.
Im untersten Teil der Fig. 3 ist der zu den Signalen A1 und A2 zugehörige Verlauf des Hochfrequenzsignals 1 gezeigt. Am Anfang ist das Steuersignal A1 hoch, und folglich ist der Pegel des Hochfrequenzsignals 1 Null. Dann geht das Signal A1 auf niedrig. Dabei hat das Signal A2 den Höchstwert, so daß das abgegebene Hochfrequenzsignal den Maximalpegel hat. Dies ist der Fall, bis das Signal A1 seinen Hochwert annimmt und hierdurch das Hochfrequenzsignal 1 ausgeschaltet wird.The bottom part of FIG. 3 shows the course of the high-frequency signal 1 associated with the signals A1 and A2. Initially, the control signal A1 is high, and consequently the level of the high frequency signal 1 is zero. Then signal A1 goes low. The signal A2 has the maximum value, so that the high-frequency signal emitted has the maximum level. This is the case until the signal A1 assumes its high value and the high-frequency signal 1 is thereby switched off.
Das nächste Einschalten des Hochfrequenzsignals 1 wird durch Absenken des Signals A1 auf niedrig gesteuert. Zu Beginn dieser Phase hat das Signal A2 immer noch den Maximalwert und wird das maximale Hochfrequenzsignal 1 abgegeben. Danach sinkt das Signal A2 entlang einer Rampe bis auf den Minimalwert ab, so daß entsprechend der Pegel des Hochfrequenzsignals 1 bis auf den Wert 0 sinkt.The next switch-on of the high-frequency signal 1 is controlled by lowering the signal A1 to low. At the beginning of this phase, the signal A2 still has the maximum value and the maximum high-frequency signal 1 is emitted. The signal A2 then drops along a ramp to the minimum value, so that the level of the high-frequency signal 1 drops to the value 0 accordingly.
Der weitere Verlauf des Hochfrequenzsignals 1 wird analog durch die Signale A1 und A2 bestimmt und ist für einen Fachmann ohne weiteres nachvollziehbar.The further course of the high-frequency signal 1 is determined analogously by the signals A1 and A2 and can be easily understood by a person skilled in the art.
Claims (11)
- - einem Hochfrequenz-Oszillator (3) und
- - einem mit dem Signal des Hochfrequenz-Oszillators (3) gespeisten Verstärker (11) zum Treiben der akusto-optischen Komponente, der eine Bandbreite hat, die die Frequenz des Hochfrequenz-Oszillators (3) um ein Mehrfaches über steigt, und einen Steuereingang (12) zum Einstellen der Verstärkung des Ver stärkers (11) aufweist, um die Beeinflussung eines Laserstrahls durch die akusto-optische Komponente zu steuern.
- - A high-frequency oscillator ( 3 ) and
- - An amplifier ( 11 ) fed with the signal of the high-frequency oscillator ( 3 ) for driving the acousto-optical component, which has a bandwidth that increases the frequency of the high-frequency oscillator ( 3 ) by a multiple, and a control input ( 12 ) for adjusting the gain of the amplifier ( 11 ) in order to control the influence of a laser beam by the acousto-optical component.
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| DE19929332A DE19929332A1 (en) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | Driver for Q-switch or other acousto-optical components for laser applications has amplifier supplied with HF oscillator signal to drive component with bandwidth exceeding oscillator signal's |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19929332A DE19929332A1 (en) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | Driver for Q-switch or other acousto-optical components for laser applications has amplifier supplied with HF oscillator signal to drive component with bandwidth exceeding oscillator signal's |
Publications (1)
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Family
ID=7912653
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE19929332A Withdrawn DE19929332A1 (en) | 1999-06-14 | 1999-06-14 | Driver for Q-switch or other acousto-optical components for laser applications has amplifier supplied with HF oscillator signal to drive component with bandwidth exceeding oscillator signal's |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1717917A1 (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | Honeywell International Inc. | Ramped RF acoustooptical Q-switch driver |
| WO2007133391A2 (en) * | 2006-05-02 | 2007-11-22 | Northrop Grumman Space & Missions Systems Corp. | Laser power control by controlling the q-switch rf-power |
| US11550174B2 (en) | 2016-10-18 | 2023-01-10 | Trumpf Schweiz Ag | Operating a high-frequency driver circuit |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5197074A (en) * | 1991-12-26 | 1993-03-23 | Electro Scientific Industries, Inc. | Multi-function intra-resonator loss modulator and method of operating same |
-
1999
- 1999-06-14 DE DE19929332A patent/DE19929332A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5197074A (en) * | 1991-12-26 | 1993-03-23 | Electro Scientific Industries, Inc. | Multi-function intra-resonator loss modulator and method of operating same |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Datenblatt der Fa. IntraAction Corp., Model QE Series Acousto-Optic Q-Switch Driver, 02921 (Laser 1997) * |
| PISTON, D.W. u.a.: Wide-band acousto-optic light modulator for frequency domain fluormetry and phosphorimetry, in: Rev. Sci. Instrum., Vol. 60, No. 8, 1989, S. 2596-2600 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1717917A1 (en) * | 2005-04-27 | 2006-11-02 | Honeywell International Inc. | Ramped RF acoustooptical Q-switch driver |
| WO2007133391A2 (en) * | 2006-05-02 | 2007-11-22 | Northrop Grumman Space & Missions Systems Corp. | Laser power control by controlling the q-switch rf-power |
| WO2007133391A3 (en) * | 2006-05-02 | 2008-03-20 | Northrop Grumman Space & Msn | Laser power control by controlling the q-switch rf-power |
| US11550174B2 (en) | 2016-10-18 | 2023-01-10 | Trumpf Schweiz Ag | Operating a high-frequency driver circuit |
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