[發(fā)明專利]單縱模脈沖激光反饋控制電路及控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910092034.0
• 申請日: 2019-01-30
• 公開（公告）號: CN109857022A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 史斐;李錦輝;翁文;吳麗霞;鄭暉;張志;戴殊韜;黃見洪;林文雄
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;H01S3/117;H01S3/13
• 代理公司: 北京元周律知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11540
• 代理人: 胡璇

本申請公開了一種單縱模脈沖激光反饋控制電路及控制方法，該電路包括：光信號采集模塊，用于采集激光器內(nèi)光信號；信號處理模塊，用于判斷第i光信號是否達(dá)到單縱模脈沖激光輸出條件，如果達(dá)到則輸出單縱模脈沖激光，如果未達(dá)到則調(diào)整輸入激光器的線性脈沖電壓，并獲取激光器內(nèi)第i+1光信號；線性脈沖電壓控制模塊，用于調(diào)整輸入激光器中的線性脈沖電壓；光信號采集模塊與信號處理模塊連接；信號處理模塊與線性脈沖電壓控制模塊連接；信號處理模塊、線性脈沖電壓控制模塊分別與激光器連接。該電路能使單縱模脈沖激光的輸出幾率達(dá)到100％，且控制效率較高。本申請的另一方面還提供了一種單縱模脈沖激光反饋控制方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種單縱模脈沖激光反饋控制電路及控制方法，屬于激光控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)

單頻激光器，即單縱模激光器，它的特點是輸出的激光模式既滿足單橫模又滿足單縱模，其諧振腔內(nèi)部只有單一縱模進(jìn)行震蕩，并且輸出光強(qiáng)呈現(xiàn)高斯分布。除了激光本身良好的單色性和方向性外，單縱模激光器擁有普通激光器難以達(dá)到的相干長度長、譜線寬度窄的特點。而且單縱模脈沖激光器還具有單色性好、時域無調(diào)制的特點，常作為脈沖激光的種子源。

但現(xiàn)有單縱模激光器結(jié)構(gòu)復(fù)雜、輸出穩(wěn)定性差、成本高，而且難以實現(xiàn)高頻單縱模激光的脈沖輸出。

通過調(diào)Q開關(guān)控制單縱模激光器選模的原理；是在每一個泵浦脈沖周期內(nèi)對諧振腔的腔長進(jìn)行掃描，同時分析種子光經(jīng)過從動腔之后形成的干涉信號，檢測到干涉峰時即表明種子光與從動腔頻率一致，此時調(diào)Q開關(guān)瞬間打開。采用這種方法控制基本能實現(xiàn)單縱模輸出幾率100％，并且具有很強(qiáng)的抗干擾性。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本申請的一個方面，提供了一種單縱模脈沖激光反饋控制電路，該電路能使單縱模脈沖激光的輸出幾率達(dá)到100％，且控制效率較高。

所述單縱模脈沖激光反饋控制電路，其特征在于，包括：

光信號采集模塊，用于采集激光器內(nèi)光信號；

信號處理模塊，用于判斷所述第i光信號是否達(dá)到所述單縱模脈沖激光輸出條件，如果達(dá)到則輸出所述單縱模脈沖激光，如果未達(dá)到則調(diào)整輸入所述激光器的線性脈沖電壓，并獲取所述激光器內(nèi)第i+1光信號；

所述線性脈沖電壓控制模塊，用于調(diào)整輸入所述激光器中的所述線性脈沖電壓；

所述光信號采集模塊與所述信號處理模塊連接；所述信號處理模塊與所述線性脈沖電壓控制模塊連接；所述信號處理模塊、所述線性脈沖電壓控制模塊分別與所述激光器連接。

可選地，所述單縱模脈沖激光輸出條件為所述激光器中種子激光經(jīng)過從動腔之后形成的干涉信號為干涉峰的最高點。

可選地，所述光信號采集模塊包括：Pin管和A/D采樣電路，所述Pin管設(shè)置于所述激光器的光路中并與所述A/D采樣電路的輸入端連接，用于接收反饋光模擬信號VI；

所述A/D采樣電路的輸出端與所述信號處理模塊輸入端連接，用于將所述反饋光模擬信號VI轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號。

可選地，所述激光器包括RTP晶體，所述RTP晶體設(shè)置于所述激光器的光路中；

所述線性脈沖電壓控制模塊與所述RTP晶體的電壓輸入端連接，所述晶體RTP的另一端接地。

可選地，所述激光器包括聲光調(diào)制器，所述聲光調(diào)制器與所述信號處理模塊電連接，用于控制所述單縱模脈沖激光的輸出。

可選地，所述線性脈沖電壓控制模塊包括：光耦、第三電阻、第二晶體管、第四電阻、第一輸入端、第二輸入端和輸出端，所述第一輸入端與所述光耦的陽極端連接；

所述第二輸入端與所述第三電阻和所述第二晶體管組成的并聯(lián)電路串聯(lián)；

所述輸出端與所述第四電阻串聯(lián)。