[發明專利]高重頻脈沖激光器及其聲光Q開關、以及該開關的驅動器

有效

• 申請號: 201410083047.9
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN103840362A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發明（設計）人: 王燕辛;胡文華;王靜波;李忠建;馬家駒;張亦卓
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空制造工程研究所
• 主分類號: H01S3/117
• 分類號: H01S3/117;G02F1/11;H03K17/94
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 賈磊

技術領域

本發明涉及聲光調Q技術，尤其涉及高重頻脈沖激光器及其聲光Q開關、以及該開關的驅動器。

背景技術

聲光調Q是利用激光通過聲光介質（例如聲光晶體）中的超聲場時發生衍射效應，造成光束的偏折來控制諧振腔的損耗，從而實現Q值突變。它具有性能穩定、重復頻率高（1～20kHz）、調制電壓低（一般<200V）等優點，適用于中小功率、高重頻脈沖激光器。

典型的聲光Q開關包括聲光Q驅動器、聲光晶體、電聲轉換器和吸聲材料（如鉛橡膠、玻璃棉等）。其中，聲光Q驅動器輸出射頻信號至電聲換能器，電聲換能器將電信號轉變成超聲波并將其饋入聲光晶體，由于聲波是疏密波，使得聲光晶體的折射率發生變化，對相對聲波方向以某一角度傳播的激光光波來說，等效于一個相位光柵。

然而，現有聲光Q開關的工作頻率都是固定的，因此，安裝有該聲光Q開關的高重頻脈沖激光器輸出的激光不能實現變頻，從而限制了高重頻脈沖激光器的應用范圍。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高重頻脈沖激光器及其聲光Q開關、以及該開關的驅動器。

為達到上述目的，一方面，本發明提供了一種聲光Q驅動器，包括：

隨機脈沖發生器，用于輸出隨機脈沖；

聲光Q驅動電路，用于利用所述隨機脈沖將自身生成的射頻信號調制成隨機分布的射頻信號并輸出。

本發明的聲光Q驅動器，所述隨機脈沖發生器，包括：

時鐘源，用于輸出頻率固定的方波脈沖；

偽隨機碼發生器，用于輸出偽隨機碼序列；

分頻器，用于以所述偽隨機碼序列作為分頻因子對所述方波脈沖進行分頻，輸出隨機脈沖。

本發明的聲光Q驅動器，所述偽隨機碼發生器為M序列偽隨機碼發生器。

另一方面，本發明還提供了一種聲光Q開關，包括：

聲光晶體；

設置于所述聲光晶體上的聲光轉換器；以及，

聲光Q驅動器，用于輸出隨機分布的射頻信號并將其發送至所述聲光轉換器；其中，所述聲光Q驅動器包括：

隨機脈沖發生器，用于輸出隨機脈沖；

聲光Q驅動電路，用于利用所述隨機脈沖將自身生成的射頻信號調制成隨機分布的射頻信號并輸出。

本發明的聲光Q開關，所述隨機脈沖發生器，包括：

時鐘源，用于輸出頻率固定的方波脈沖；

偽隨機碼發生器，用于輸出偽隨機碼序列；

分頻器，用于以所述偽隨機碼序列作為分頻因子對所述方波脈沖進行分頻，輸出隨機脈沖。

本發明的聲光Q開關，所述偽隨機碼發生器為M序列偽隨機碼發生器。

再一方面，本發明還提供了一種高重頻脈沖激光器，所述諧振腔內設置有聲光Q開關，用于控制激光器產生隨機變頻的激光束；其中，所述聲光Q開關包括：

聲光晶體；

設置于所述聲光晶體上的聲光轉換器；以及，

聲光Q驅動器，用于輸出隨機分布的射頻信號并將其發送至所述聲光轉換器；其中，所述聲光Q驅動器包括：

隨機脈沖發生器，用于輸出隨機脈沖；

聲光Q驅動電路，用于利用所述隨機脈沖將自身生成的射頻信號調制成隨機分布的射頻信號并輸出。

本發明的高重頻脈沖激光器，所述隨機脈沖發生器，包括：

時鐘源，用于輸出頻率固定的方波脈沖；

偽隨機碼發生器，用于輸出偽隨機碼序列；

分頻器，用于以所述偽隨機碼序列作為分頻因子對所述方波脈沖進行分頻，輸出隨機脈沖。

本發明的高重頻脈沖激光器，所述偽隨機碼發生器為M序列偽隨機碼發生器。

本發明的高重頻脈沖激光器，該高重頻脈沖激光器輸出的激光束的頻率范圍為1～1.5MHz。

本發明對現有聲光Q開關中的聲光Q驅動器進行了改進，即在現有聲光Q驅動電路的基礎上增加了可輸出隨機脈沖的隨機脈沖發生器，而聲光Q驅動電路則利用該隨機脈沖將自身生成的射頻信號調制成隨機分布的射頻信號并輸出，這種隨機分布的射頻信號作用于聲光Q開關的聲光換能器將電能轉換成超聲波，從而使隨機分布的射頻信號產生了不同間隔（隨機）的超聲波輸出；超聲波在聲光Q開關的聲光晶體內傳輸，由于光彈效應，該聲光晶體等效于相位光柵。當隨機分布的射頻信號為1時，相位光柵將光衍射偏離，無法形成諧振，即激光通道被關斷，當隨機分布的射頻信號為0時，聲光晶體相當于高透射率的晶體，激光通道被打開，由于射頻信號是隨機變頻的，從而就可以實現隨機變頻的調Q激光輸出。

附圖說明