[發明專利]一種脈沖光纖激光器聲光調制器驅動電源

有效

• 申請號: 201310231352.3
• 申請日: 2013-06-09
• 公開（公告）號: CN103296568A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 董明利;祝連慶;駱飛;張蔭民;周哲海;劉謙哲;那云虓
• 申請（專利權）人: 北京信息科技大學
• 主分類號: H01S3/067
• 分類號: H01S3/067;H01S3/117;H01S3/08
• 代理公司: 北京律恒立業知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11416
• 代理人: 顧珊;陳軼蘭

技術領域

本發明涉及脈沖式光纖激光器。具體而言，本發明涉及一種脈沖光纖激光器聲光調制器的驅動電源。

背景技術

激光因其具有方向性好、高亮度、相干性好、單色性好等優點，已經被深入的研究和廣泛的應用，成為20世紀最受矚目的科學技術成就之一。激光技術的問世和發展使光學科學和光學技術得到了發展，并激發了新興行業——激光加工的蓬勃發展。隨著激光技術的發展，脈沖光纖激光器由于其卓越的性能被越來越廣泛的應用在中小功率激光加工領域，利用聲光調制作用可以快速而有效地控制激光脈沖的重復頻率、峰值功率，從而更大程度地滿足了激光加工領域的特殊需要。聲光調制器驅動電源是脈沖光纖激光器中的重要部分，如何提高與完善驅動電路的性能指標成為決定輸出激光品質的一個重要因素。因此，進行聲光調制器驅動電源的研究和設計，具有非常重要的應用價值和廣闊的發展空間。

利用光纖具有的非線性效應的特點，或使用光纖(其中摻雜某些特定稀土元素)作為工作介質而研制出的一種高可靠性固體激光器，即光纖激光器。現今，市場上出售的大多數光纖激光器，其泵浦光源是由半導體激光器組成。光纖激光器的工作原理即通過光纖放大技術將輸入的具有某一特定波長的泵浦光變換為實際需要的特定波長的激光，從光束質量這一方面比較來看，光纖激光器要比半導體激光器和氣體激光器高出很多。

隨著調Q技術的飛躍發展，一種具有高峰值功率的光纖激光器問世了，即脈沖光纖激光器。它具有以下獨特的優點：光—光轉換效率極高、“表面積/體積”高、無需復雜的水冷系統、簡單的風冷即可、散熱快、輸出高質量的激光光束、系統具有非常高的可靠性、產品小巧緊湊易于大型系統集成等。當前，因其本身具有的優點，脈沖光纖激光器在各個領域獲得了飛速發展，例如生物醫療和圖像顯示領域，特別是在激光加工領域如打標、噴碼、繪圖、焊接、打孔、切割等。

聲光調制技術是被廣泛應用的一種調Q技術，其主要部件——聲光調制器的驅動電源是脈沖光纖激光器中的重要組成部分，如何提高與完善驅動電源的性能指標成為決定輸出激光光束質量的一個重要因素。因此，進行聲光調制器驅動電源的研究和設計，具有非常重要的應用價值和廣闊的發展空間。

作為一種脈沖光纖激光器，MOPA結構的光纖激光器通過光纖型聲光調Q方式可以獲得脈寬納秒量級的脈沖激光，輸出平均功率較高，峰值功率甚至可以達到兆瓦量級。由于其本身具有的優點，MOPA結構光纖激光器被廣泛應用于工業、軍事、醫學等領域。光纖型聲光調制器是MOPA結構光纖激光器系統中重要的組成部分，所以研制出具有高開關響應速度和高效率的光纖型聲光調制器驅動電源具有重要的實際意義。

因此，需要一種具有高開關響應速度和高效率的光纖型聲光調制器的驅動電源。

發明內容

本發明的目的在于實現一種具有高開關響應速度和高效率的光纖型聲光調制器驅動電源，提高光纖型聲光調制器的衍射效率，滿足MOPA結構光纖激光器系統的要求，提高輸出激光脈沖的光束質量。

本發明提供了一種脈沖光纖激光器聲光調制器驅動電源，其特征在于所述驅動電源包括高頻振蕩器、2ASK鍵控調制電路、前置放大器、功率放大電路、控制器電路、脈沖陡化電路和輸出匹配網絡，所述高頻振蕩器用于產生高頻載波信號，由正弦波振蕩電路和串聯選頻網絡構成；所述脈沖陡化電路接收來自外部的調制脈沖輸入信號對其進行陡化處理，用于陡化調制脈沖信號和濾除信號尖峰，經陡化處理后的信號輸入到所述控制器電路調節；所述控制器電路用于將經過所述脈沖陡化電路陡化處理后的信號進行電壓幅度調節；所述2ASK鍵控調制電路通過輸入的經所述控制器電路調節的脈沖信號對所述高頻振蕩器產生的高頻載波信號進行幅度調制；所述前置放大器用于將經所述2ASK鍵控調制電路調制后的調制信號進行幅值放大；所述功率放大電路用于將經所述前置放大器幅值放大后的信號進行功率放大；所述輸出匹配網絡用于將經所述功率放大電路放大后的調制信號進行濾波和阻抗匹配后輸出，從而驅動所述聲光調制器的工作。

優選地，所述高頻振蕩器通過有源集成晶振來產生中心頻率為100MHz的標準頻率載波信號。

優選地，所述驅動電源的供電電壓為直流+24V，工作頻率為100MHz，調制頻率為20kHz～200kHz，輸出功率為2W。

優選地，所述2ASK鍵控調制電路對載波信號進行幅度調制的調制頻率為20kHz～200kHz。

優選地，所述功率放大電路包括A類和C類混合式兩級放大電路。

優選地，所述功率放大電路包括型號為MRF158的射頻功率管。

優選地，所述功率輸出匹配網絡為L型匹配網絡。