[發明專利]一種激光輸出裝置及激光器設備

有效

• 申請號: 202110552827.3
• 申請日: 2021-05-20
• 公開（公告）號: CN113300208B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 汪誠偉
• 申請（專利權）人: 上海瀚宇光纖通信技術有限公司
• 主分類號: H01S3/115
• 分類號: H01S3/115;H01S3/09;H01S3/10;H01S3/00;H01S3/067
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

一種激光輸出裝置及激光器設備，用于使連續單頻激光器輸出的連續激光轉換為脈沖激光，包括：微控制器、電光調制驅動電路、放大泵浦驅動電路以及在連續單頻激光器出射光路上依次排布的電光調制器和光放大器；微控制器通過電光調制驅動電路與電光調制器電連接；微控制器用于控制電光調制驅動電路驅動電光調制器將連續單頻激光器輸出的連續激光調制為第一波形的脈沖激光；微控制器通過放大泵浦驅動電路與光放大器電連接；微控制器用于控制放大泵浦驅動電路驅動光放大器將第一波形的脈沖激光放大為第二波形的脈沖激光，并控制第二波形的脈沖激光的輸出時間。該激光輸出裝置及激光器設備能夠輸出線寬較窄、信噪比較高的脈沖激光。

技術領域

本發明實施例涉及短脈沖激光調制技術，尤其涉及一種激光輸出裝置及激光器設備。

背景技術

單頻光纖激光器是光纖激光領域的研究熱點之一，相對于連續單頻光纖激光器而言，脈沖單頻光纖激光器研究具有較大的技術難度，而脈沖單頻光纖激光器也是激光雷達、激光測距等方向急需的優質光源。

目前，脈沖產生技術主要包括調Q技術、鎖模技術、激光器直接驅動技術和聲光調制器等。其中，調Q技術輸出的脈沖能量有限，需要配備專門的驅動器將脈沖能量多級放大，造成整體系統的體積比較大，對于體積要求比較苛刻的場合有一定的局限性；鎖模技術主要是利用各種因素對激光器腔內的振蕩縱模進行調制，結構較復雜，且輸出激光的平均功率較低，而且輸出頻率比較固定，無法自由的設置頻率；激光器直接驅動技術，難以產生穩定的、脈寬較短的電驅動脈沖，輸出功率較小，無法直接驅動激光器，并且電驅動脈沖的延時抖動較大，不適用于對于激光測距、3D掃描和激光雷達等應用，此外，直接驅動的激光器的輸出的激光相位噪聲和強度噪聲都比較差；聲光調制器受聲場在介質材料中的傳播速度及介質內光場區域的聚焦程度的影響，聲光調制器的上升時間無法做到很短，因此其光脈沖的脈寬很難做到幾十ns以下，無法滿足單頻短脈寬的要求。

發明內容

本發明提供一種激光輸出裝置及激光器設備，以獲取脈寬可調、信噪比較高的脈沖激光。

第一方面，本發明實施例提供了一種激光輸出裝置，用于使連續單頻激光器輸出的連續激光轉換為脈沖激光，包括：微控制器、電光調制驅動電路、放大泵浦驅動電路以及在所述連續單頻激光器出射光路上依次排布的電光調制器和光放大器；

所述微控制器通過所述電光調制驅動電路與所述電光調制器電連接；所述微控制器用于控制所述電光調制驅動電路驅動所述電光調制器將所述連續單頻激光器輸出的連續激光調制為第一波形的脈沖激光；

所述微控制器通過所述放大泵浦驅動電路與所述光放大器電連接；所述微控制器用于控制所述放大泵浦驅動電路驅動所述光放大器將所述第一波形的脈沖激光放大為第二波形的脈沖激光，并控制所述第二波形的脈沖激光的輸出時間。

可選的，所述放大泵浦驅動電路包括數模轉換器、開關單元以及驅動單元；

所述微控制器分別與所述數模轉換器的輸入端和控制端電連接；所述微控制器用于分別提供啟動控制信號至所述數模轉換器，控制所述數模轉換器的啟停，以及提供數字驅動信號至所述數模轉換器，以在所述數模轉換器啟動工作時將所述數字驅動信號轉換為模擬驅動信號；

所述微控制器還與所述開關單元的控制端電連接；所述微控制器還用于提供開關控制信號至所述開關單元，控制所述開關單元導通或關閉；

所述開關單元的輸入端與所述數模轉換器的輸出端電連接，所述開關單元的輸出端與所述驅動單元的輸入端電連接；所述開關單元用于在導通時將所述模擬驅動信號傳輸至所述驅動單元；

所述驅動單元的輸出端與所述光放大器電連接；所述驅動單元用于根據所述模擬驅動信號控制所述光放大器的泵浦。

可選的，所述開關單元包括模擬開關芯片，所述驅動電路包括運算放大器、晶體管、第一電阻、第二電阻和第一電容；