專利名稱：一種激光器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種泵浦二極管激光器。
背景技術：
激光器， 一般包括端面泵浦激光器、側面泵浦激光器、及光纖激光器，這類激光器 的輸出頻率范圍往往在一個合適的區(qū)間，比如10kHz到100kHz。這類激光器的輸出頻率即 不可太高，以免光脈沖衰減，也不可太低，以免過強的光脈沖損壞激光器。
由于單脈沖能量公式為PE = E/F，其中，PE為單脈沖能量，E為總能量，F(xiàn)為輸出頻率。 在泵浦電流大小不變的情況下，輸出頻率增加，則單脈沖能量減小，如果過小，則 失去加工能力，從能量守恒的角度，這是不可避免的。在泵浦電流大小不變的情況下，輸出 頻率減小，則單脈沖能量增加，如果過大，則過高的單脈沖能量，也即過高的能量密度，可能 會造成激光器內部光學器件的壽命衰減甚至損壞。 如圖1所示為現(xiàn)有激光器的頻率信號輸出的示意圖，圖1所示的激光器采用連續(xù) 的泵浦電流，在泵浦電流大小不變的情況下，增加輸出頻率，輸出光脈沖的能量自然隨之下 降，而減小輸出頻率，輸出光脈沖的能量自然隨之增加。由于過低光脈沖能力無使用價值， 過高的光脈沖能量又可能損壞激光器內部的光學部件，因而激光器的輸出頻率必須在一個 合適的范圍內。 圖2所示為激光器的輸出頻率范圍的示意圖，輸出頻率范圍在Fmin(最小)和 Fmax(最大)之間，而不能降低到OHz，故本發(fā)明提供一種使輸出頻率能降低到0Hz的激光 器，以增加激光器的輸出頻率范圍。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出一種可以增加輸出頻率范圍的激光器。 —種激光器，包括泵浦二極管、控制該泵浦二極管輸出激光的泵浦二極管驅動器 模塊、及頻率信號檢測與處理模塊，其中，頻率信號檢測與處理模塊檢測頻率信號，當檢測 的頻率信號的頻率小于預設的中心頻率Fc時、并輸出模擬信號給泵浦二極管驅動器模塊， 使得泵浦二極管單個周期的通電時間保持為1/Fc。 其中，所述頻率信號檢測與處理模塊包括檢測頻率信號的可編程邏輯單元、及由 該可編程邏輯單元控制的開關單元，所述開關單元輸出模擬信號給所述泵浦二極管驅動器 模塊。 其中，所述可編程邏輯單元檢測頻率信號的脈沖位于上升沿時，控制開關單元閉
合，使得電流設定信號通過該開關單元，該電流設定信號為所述模擬信號。 其中，如果頻率信號的下一脈沖的上升沿在距離前一脈沖的上升沿的1/Fc時間
之前到，所述可編程邏輯單元保持所述開關單元的閉合狀態(tài)。 其中，如果頻率信號的下一脈沖的上升沿在距離前一脈沖的上升沿的1/Fc時間之后到來，所述可編程邏輯單元在1/Fc時間的那一時刻控制斷開所述開關單元。 本發(fā)明頻率信號檢測與處理模塊輸出驅動信號，控制泵浦二極管輸出泵浦光，使
激光器可以正常工作，達到即避免過強的光脈沖損壞激光器，又將激光器的輸出頻率范圍
從中心頻率Fc擴展到OHz。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。 圖1所示為現(xiàn)有激光器的頻率信號輸出的示意圖； 圖2為圖1所示激光器的輸出頻率與光脈沖關系的示意圖； 圖3為本發(fā)明的激光器的頻率信號輸出的示意圖； 圖4為圖3所示激光器的輸出頻率與光脈沖關系的示意圖； 圖5為圖3所示激光器的輸出頻率的電路示意圖； 圖6為圖5所示激光器的輸出頻率的詳細電流示意圖。
具體實施方式
泵浦二極管是端面泵浦激光器、側面泵浦激光器、及光纖激光器的核心器件。這類
激光器就是在泵浦二極管輸出光的基礎上，通過光學諧振腔、調Q、倍頻或者光纖耦合、一級
或多級放大、及種子源調制等技術處理而產生可以為人類所利用的脈沖激光。 如圖3所示為本發(fā)明激光器的頻率信號輸出的示意圖，本發(fā)明通過將泵浦電流的 工作方式由連續(xù)變?yōu)閷崟r調制，可以將激光器(本發(fā)明中，激光器包括端面泵浦激光器、 側面泵浦激光器、及光纖激光器)的輸出頻率范圍最低拓展到0Hz。 首先選擇一個合適中心頻率Fc，此頻率即為激光器在連續(xù)泵浦的情況下，可以允 許的最低工作頻率。當輸出頻率低于中心頻率Fc時，為了避免產生過高的光脈沖，實時調 制泵浦電流，也即縮短泵浦二極管的有效泵浦時間。中心頻率下的有效泵浦時間為1/Fc。 在輸出頻率降低的情況下，通過實時調制泵浦電流，針對每個光脈沖，仍然維持大小為1/Fc 的有效泵浦時間。這樣雖然頻率降低，泵浦二極管的有效泵浦時間卻沒有改變，對于每一個 單脈沖周期，激光器儲存的能量仍然和中心頻率下一樣，從而輸出的光脈沖能量可以近似 于中心頻率下的光脈沖能量。如圖4所示，通過實時調制泵浦電流，輸出頻率可以降低到 0Hz。 圖5和圖6為實現(xiàn)本發(fā)明的電路示意圖，包括泵浦二極管33、控制該泵浦二極管 33輸出激光的泵浦二極管驅動器模32、及檢測頻率信號的頻率信號檢測與處理模塊30，其 中，所述頻率信號檢測與處理模塊30檢測頻率信號21，當檢測的頻率信號21的頻率小于預 設的中心頻率Fc時、并輸出模擬信號22給泵浦二極管驅動器模塊32，使得泵浦二極管33 單個周期的通電時間保持為1/Fc。 所述泵浦二極管驅動器模32為恒流源驅動器。所述頻率信號檢測與處理模塊30 包括檢測頻率信號的可編程邏輯單元21、及由該可編程邏輯單元21控制的開關單元34， 所述開關單元34輸出模擬信號22給所述泵浦二極管驅動器模塊32，該模擬信號22用來設 定泵浦二極管驅動器模塊32給泵浦二極管33的驅動電流23的大小；泵浦二極管33有電 流驅動，則輸出激光24 ;激光24給后級光學部件提供光能量。
本發(fā)明實現(xiàn)激光器的輸出頻率的方法如下頻率信號檢測與處理模塊30檢測頻 率信號21，當檢測的頻率信號21的頻率小于預設的中心頻率Fc時、并輸出模擬信號給泵浦 二極管驅動器模塊，使得泵浦二極管單個周期的通電時間保持為1/Fc。
首先，所述可編程邏輯單元31檢測頻率信號21，當檢測的頻率信號21的頻率小于 預設的中心頻率Fc時，該可編程邏輯單元31檢測頻率信號21是否處于上升沿；如果檢測 的頻率信號21處于上升沿，根據(jù)1/Fc的值，控制開關單元34閉合，即給所述開關單元34輸 出相應的開關信號27，可編程邏輯單元31在頻率信號21的脈沖上升沿合上開關單元34， 此時電流設定信號26可以通過開關單元34，使得電流設定信號26通過該開關單元34，該 電流設定信號26為所述模擬信號22，此時泵浦二極管驅動器模塊32輸出對應電流設定信 號26的驅動電流23。 如果頻率信號的下一脈沖的上升沿在距離前一脈沖的上升沿1/Fc時間之前到， 則可編程邏輯單元31保持所述開關單元34的閉合狀態(tài)。 如果頻率信號的的下一脈沖的上升沿在距離前一脈沖的上升沿1/Fc時間之后到 來，可編程邏輯單元31在1/Fc時間的那一時刻控制斷開所述開關單元34，從而使電流設定 信號26不可以通過開關單元34。 當電流設定信號26可以通過開關單元34，則模擬信號22即為電流設定信號26， 此時泵浦二極管驅動器模塊32輸出對應電流設定信號26的驅動電流23。
當電流設定信號26不可以通過開關單元34，則模擬信號22即為0電壓，此時泵浦 二極管驅動器模塊32不輸出驅動電流。 本發(fā)明頻率信號檢測與處理模塊輸出驅動信號，控制泵浦二極管輸出泵浦光，使 激光器可以正常工作，達到即避免過強的光脈沖損壞激光器，又將激光器的輸出頻率范圍 從中心頻率Fc擴展到OHz。
權利要求
一種激光器，包括泵浦二極管、及控制該泵浦二極管輸出激光的泵浦二極管驅動器模塊，其特征在于，還包括頻率信號檢測與處理模塊，其中，頻率信號檢測與處理模塊檢測頻率信號，當檢測的頻率信號的頻率小于預設的中心頻率Fc時、并輸出模擬信號給泵浦二極管驅動器模塊，使得泵浦二極管單個周期的通電時間保持為1/Fc。
2. 如權利要求l所述的激光器，其特征在于所述頻率信號檢測與處理模塊包括檢測 頻率信號的可編程邏輯單元、及由該可編程邏輯單元控制的開關單元，所述開關單元輸出 模擬信號給所述泵浦二極管驅動器模塊。
3. 如權利要求2所述的激光器，其特征在于所述可編程邏輯單元檢測頻率信號的脈 沖位于上升沿時，控制開關單元閉合，使得電流設定信號通過該開關單元，該電流設定信號 為所述模擬信號。
4. 如權利要求3所述的激光器，其特征在于如果頻率信號的下一脈沖的上升沿在距 離前一脈沖的上升沿的1/Fc時間之前到，所述可編程邏輯單元保持所述開關單元的閉合 狀態(tài)。
5. 如權利要求3所述的激光器，其特征在于如果頻率信號的下一脈沖的上升沿在距離前一脈沖的上升沿的1/Fc時間之后到來，所述可編程邏輯單元在1/Fc時間的那一時刻 控制斷開所述開關單元。
全文摘要
一種增加輸出頻率范圍的激光器，包括泵浦二極管、控制該泵浦二極管輸出激光的泵浦二極管驅動器模塊、及頻率信號檢測與處理模塊，其中，頻率信號檢測與處理模塊檢測頻率信號，當檢測的頻率信號的頻率小于預設的中心頻率Fc時，輸出模擬信號給泵浦二極管驅動器模塊，使得泵浦二極管單個周期的通電時間保持為1/Fc。本發(fā)明頻率信號檢測與處理模塊輸出驅動信號，控制泵浦二極管輸出泵浦光，使激光器可以正常工作，達到既避免過強的光脈沖損壞激光器，又將激光器的輸出頻率范圍從中心頻率Fc擴展到0Hz。
文檔編號H01S3/0941GK101764345SQ200910189188
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權日2009年12月22日
發(fā)明者呂鳳萍, 趙恒 , 高云峰 申請人:深圳市大族激光科技股份有限公司