[發明專利]一種激光器、MCU控制器及激光能量自適應調整方法

在審

• 申請號: 202210076306.X
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114465082A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 史斐;李錦輝;沈在平;劉華剛;張江鈿;葛燕
• 申請（專利權）人: 中國科學院福建物質結構研究所
• 主分類號: H01S3/13
• 分類號: H01S3/13;H01S3/131;H01S3/136;G05D23/19
• 代理公司: 北京元周律知識產權代理有限公司 11540
• 代理人: 毛薇

1.一種激光器，其特征在于，包括激光腔、激光控制單元；

所述激光腔包括泵浦源、非線性激光晶體、恒溫控制器；

所述激光控制單元包括MCU微控單元、激光能量監測單元、激光開光控制單元；

所述MCU微控單元分別與所述恒溫控制器、所述激光能量監測單元、所述激光開光控制單元電連接；

所述恒溫控制器用于測量所述非線性晶體的溫度并輸出溫度測量值以及調整非線性激光晶體溫度；

所述MCU微控單元用于調控非線性激光晶體的匹配角度。

2.根據權利要求1所述的激光器，其特征在于，

所述MCU微控單元包括接收模塊、處理模塊、反饋模塊；

其中所述接收模塊與激光能量監測單元連接，用于接收激光能量監測單元輸出的能量值信號；

所述處理模塊用于對接收的數據進行處理分析；

所述反饋模塊與所述恒溫控制器連接，根據處理模塊分析結果輸出反饋信號。

3.根據權利要求1所述的激光器，其特征在于，

所述激光能量監測單元與所述激光腔電連接，用于監測輸出的激光能量；

所述激光開光控制單元與泵浦源電連接，用于觸發泵浦源輸出激光。

4.根據權利要求1所述的激光器，其特征在于，

所述恒溫控制器連續測量所述非線性激光晶體溫度，輸出溫度信號；

優選地，所述激光能量監測單元連續監測輸出的激光能量。

5.一種MCU控制器，其特征在于，

所述MCU控制器包括接收模塊、處理模塊、反饋模塊；

所述接收模塊用于接收監測信號；

所述處理模塊與接收模塊電連接，接收所述接收模塊的信號數據，進行處理分析；

所述反饋模塊與處理模塊電連接，接收處理模塊輸出的處理分析結果，輸出執行信號；

所述MCU控制器用于權利要求1～4任一項所述的激光器中。

6.根據權利要求5所述的MCU控制器，其特征在于，

所述接收模塊包括RS232接口I，所述RS232接口I與所述激光能量監測單元連接，用于接收所述激光能量監測單元的能量值；

所述處理模塊用于存儲每個晶體溫度點對應的能量值、判斷晶體溫度值、選取最優晶體溫度值；

所述反饋模塊用于接收處理模塊輸出的處理分析結果，輸出執行信號；所述反饋模塊包括RS232接口II和BNC接口，其中所述RS232接口II與所述恒溫控制器連接，所述BNC接口與所述激光開光控制單元連接。

7.一種激光能量自適應調整方法，其特征在于，所述方法包括：

激光器中的MCU微控單元根據激光腔輸出的激光能量以及非線性激光晶體的溫度，調節非線性激光晶體的溫度，實現激光與激光晶體的匹配角度相適應；

其中所述激光器選自權利要求1～4任一項所述的激光器；

所述激光器中包括權利要求5或6所述的MCU控制器。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，

所述方法具體包括：

(1)恒溫控制器監測所述非線性激光晶體的溫度，并輸出溫度信號；

(2)激光能量監測單元監測激光輸出能量，并輸出能量信號；

(3)MCU微控單元接收溫度信號和能量信號，處理分析補償調控；并輸出處理分析后的調整溫度；

(4)恒溫控制器接收到MCU微控單元輸出的調整溫度信號，調整所述非線性激光晶體的溫度，通過激光能量監測單元監測激光輸出能量的穩定性。

9.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，

所述方法具體包括：

MCU微控單元通過反饋模塊控制所述非線性激光晶體的溫度，待所述溫度恒定后，MCU微控單元觸發激光開光控制單元，控制激光能量輸出，通過接收模塊接收激光能量監測單元的能量監測結果，經過處理模塊處理分析，由反饋模塊反饋執行信號，調整恒溫控制器的溫度，實現激光和激光晶體的匹配角度相適應。

10.根據權利要求9所述的方法，其特征在于，

所述處理模塊處理分析的方法包括：

在35℃～50℃的溫度范圍內的任一溫度條件下，觸發激光電源，獲取激光能量值J₁，對所述非線性激光晶體的溫度變化方向按照增加溫度方向施加Δt溫度變化量，達到溫度T，所述溫度T穩定后獲取激光能量值J₂，根據J₂與J₁的大小關系調整所述非線性激光晶體的溫度，實現激光和非線性激光晶體的匹配角度相適應；

優選地，當J₂＝J₁時，維持所述非線性激光晶體溫度T，實現激光和非線性激光晶體的匹配角度相適應；

優選地，當J₂＞J₁時，繼續增加非線性激光晶體溫度至J₂≤J₁，實現激光和非線性激光晶體的匹配角度相適應；

優選地，當J₂＜J₁時，判斷所述非線性激光晶體的溫度變化方向，其中所述溫度變化方向包括增加溫度方向或降低溫度方向；

當所述非線性激光晶體的溫度變化方向為增加溫度方向，實現激光和非線性激光晶體的匹配角度相適應的溫度為T-Δt；

當所述非線性激光晶體的溫度變化方向為降低溫度方向，降低所述非線性激光晶體溫度2×Δt達到溫度T₁，所述溫度T₁穩定后獲取激光能量值J₃，當J₃＞J₁時，繼續降低所述非線性激光晶體溫度至J₃≤J₁，實現激光和非線性激光晶體的匹配角度相適應；當J₃＝J₁時，維持所述非線性激光晶體溫度T₁，實現激光和非線性激光晶體的匹配角度相適應；當J₃小于J₁時，實現激光和非線性激光晶體的匹配角度相適應的溫度為T₁+Δt。