[發明專利]一種激光器驅動信號發生器自動校準的裝置及方法

在審

• 申請號: 201810063953.0
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108287504A
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 賈曉東;吳小鋒;王有生;杜天旺
• 申請（專利權）人: 江西省智成測控技術研究所有限責任公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 江西省專利事務所 36100
• 代理人: 張文

本發明公開了一種激光器驅動信號發生器自動校準的裝置及方法，該裝置包括激光器驅動信號發生器、高精度數字萬用表和計算機，該方法是由設置的直接數字合成器件寄存器的數值和由通信接口讀取高精度數字萬用表測量的電壓值構成的對應函數關系，通過線性最小二乘擬合的方法求解出對應函數關系的斜率和截距，并存儲于非易失儲存器內。激光器驅動信號發生器每次開機運行時，首先從非易失存儲器里讀出函數關系的斜率和截距，重新計算并寫入設置直接數字合成器件的寄存器數值，輸出的信號經過信號放大及濾波模塊后輸出高精度的電壓波形。本發明不需要人工參與，在算法的控制下自動完成，具有方便、快捷、智能化、精度高等優點。

技術領域

本發明涉及脈沖激光器領域，尤其是涉及一種激光器驅動信號發生器自動校準的裝置及方法。

背景技術

光纖脈沖激光器的光路由光纖和光纖元件構成，光纖和光纖元件之間采用光纖熔接技術連接。激光器的整個光路完全封閉在光纖波導中，具有光束質量好、效率高、閾值低、結構緊湊等優點。高度的集成、體積小，全封閉性光路與外界環境隔離，使得激光器的運轉更加可靠，具有更長的穩定性，可以在比較惡劣的環境下工作。光纖脈沖激光器可以實現主振蕩放大高功率激光脈沖的輸出，在光通訊、激光遙感、激光醫療、工業加工、航空航天、材料科學、光譜學以及非線性光學領域得到了廣泛的應用，是激光領域研究的熱點之一。

在光纖激光器中，調Q技術是一種獲得高峰值功率、窄脈寬激光脈沖的技術。它的工作原理如下：在光泵浦初期設法將諧振腔的Q值調高，從而抑制激光振蕩的產生，使工作物質的上能量粒子數得到積累。隨著光泵的繼續激勵，上能級粒子數逐漸積累到最大值。此時突然將諧振腔的Q值調低，那么積累在上能級的大量粒子便雪崩式地躍遷到激光下能級，在極短的時間內將儲存的能量釋放出來，從而獲得峰值功率極高的激光脈沖輸出。調Q技術在脈沖激光器中的應用，使我們能夠獲得峰值功率在兆瓦以上而脈寬僅為納秒量級的激光脈沖，使激光成為非常強的相干光源，并由此產生了非線性光學等新的光學分支。同時，也推動了諸如激光雷達、激光測距、高速攝影、核聚變等應用技術的發展。

根據采用的介質及其工作方式的不同，脈沖激光器可分為電光調制、聲光調制、可飽和吸收調制、機械轉鏡調制四類。其中，電光調制和聲光調制是目前應用較為廣泛的調制技術。比如聲光調制技術，它是一種外調制技術，通常把控制激光束強度變化的聲光器件稱作聲光調制器。調制信號是以電信號(調幅)形式作用于電聲換能器上，再轉化為以電信號形式變化的超聲場，當光波通過聲光介質時，由于聲光作用，使光載波受到調制而成為“攜帶”信息的強度調制波。在激光雷達、激光測距等的應用中，都要求為激光器提供一個調制信號，即驅動信號。該驅動信號通常是由函數發生器等裝置給出，但這樣的函數發生器的體積會比較大、功耗比較高，不易于激光雷達、激光測距儀等系統的集成和小型化。另外一種常用的方法是使用直接數字合成器件輸出脈沖激光器需要的驅動信號，在這種方法中會用到大量的電阻、電容和電感等元器件，這些元器件都存在一定的精度誤差，為了給激光雷達、激光測距儀等系統提供高精度、高質量的驅動信號，這類的驅動信號發生器通常需要高精度地校準。

發明內容

本發明的第一個目的是提供一種方便快捷、智能化、自動化、精度高的激光器驅動信號發生器自動校準的裝置。

本發明的第二個目的是提供一種激光器驅動信號發生器自動校準的方法，該方法不需要人工參與，完全由計算機自動完成。

本發明的第一個目的是這樣實現的：