專利名稱:退壓均衡式調(diào)q裝置的制作方法
本實用新型屬激光全息散班照相調(diào)Q裝置。它是利用晶體三極管開關(guān)的惰性與光學(xué)選模件配合，在全息照相中達到選模目的，根據(jù)固體激光器紅寶石能極粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的規(guī)律，把晶體三極管開關(guān)G1使用到放大區(qū)，產(chǎn)生不同的退壓幅度使調(diào)Q開關(guān)部分打開，使多個激光脈沖輸出能量一樣，且脈沖間隔小。
已有技術(shù)里，動態(tài)全息照相，常采用加壓式和退壓式電光調(diào)Q，而調(diào)Q開關(guān)器件又常用閘流管、脈沖調(diào)制管，雪崩晶體管、冷陰極陶瓷觸發(fā)管及脈沖變壓器耦合式，這些器件組成的調(diào)Q開關(guān)缺點很多，如閘流管、脈沖調(diào)制管，它們因?qū)匐娮庸茴悾鼠w積大、功耗大、柵極電壓高，采用雪崩三極管，又須選擇參數(shù)一致的管子，串聯(lián)使用，冷陰極管前沿小、體積小、耐高壓，但它致使缺點是成本極高，一個管子幾百至上千元(本發(fā)明采用的三極管才10元左右)，而且以上這些管子的共同缺點是(1)脈沖前沿很小不利于選模；(2)這些調(diào)Q開關(guān)只能工作在飽和、截止二個狀態(tài)，使用單個開關(guān)器件不能產(chǎn)生間隔很窄的雙脈沖或多脈沖激光輸出。
本實用新型為了克服上述缺點，在調(diào)Q裝置中，采用了高反壓晶體三極管作為調(diào)Q開關(guān)器件及退壓均衡式線路，用普通高反壓晶體三極管作為調(diào)Q開關(guān)，雖然前沿較差，但在全息照相中，利用它的脈沖前沿光學(xué)選模件配合，進行激光選模，取得了理想的選模效果，同時還產(chǎn)生了間隔很窄的雙脈沖(1μS)和間隔很窄的序列脈沖(5個脈沖間隔2μS)。
眾所周知，所謂調(diào)Q，就是調(diào)整激光腔內(nèi)的品質(zhì)因數(shù)的損耗，在泵浦氙燈工作時，使諧振腔的損耗增大(使Q損耗為一種狀態(tài))，振蕩不能形成，紅寶石高能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)大量積累，當(dāng)積累到最大值時，突然使諧振腔損耗變小，Q值突增(Q損耗為另一種狀態(tài))，這時激光振蕩迅速建立，腔內(nèi)就象雪崩一樣，以極快的速度建立起極強的振蕩，在短時間內(nèi)，反轉(zhuǎn)粒子數(shù)大量被消耗，轉(zhuǎn)為腔內(nèi)的光能量，產(chǎn)生激光脈沖，在KD*P晶體上接上高壓調(diào)Q開關(guān)，形成脈沖退壓波形，可實現(xiàn)調(diào)Q過程，一般加到KD*P晶體上的脈沖前沿為20毫微秒，通常激光輸出在其后50～100毫微秒，為了選擇模式，要把脈沖前沿增到幾百微秒成一斜坡，使光脈沖發(fā)射以前，光在腔內(nèi)振蕩時間延長產(chǎn)生單模輸出，使用晶體三極管開關(guān)能實現(xiàn)這一點。
為了能夠產(chǎn)生間隔短能量均勻的雙脈沖和序列脈沖激光就應(yīng)將KD*P晶體部分地打開，采用晶體三極管調(diào)Q開關(guān)，及退壓均衡式線路，來控制不同的基流Ib，使晶體三極管調(diào)Q開關(guān)工作在放大區(qū)和飽和區(qū)，從而得到不同的退壓幅度，下面結(jié)合附圖對本實用新型詳細描述圖1是三極管開關(guān)輸出端的工作狀態(tài)及雙脈沖退壓波形和雙脈沖激光輸出圖2是5個脈沖的晶體三極管調(diào)Q開關(guān)退壓波形和激光輸出示意圖；圖3退壓均衡式調(diào)Q裝置實施例；圖4是圖3中多路開關(guān)(7)的放大圖。
圖1、圖3沒信號時，三極管開關(guān)G1為截止?fàn)顟B(tài)，Ic＝0，晶體上加壓為V1。當(dāng)有信號時，如果基流ib1較小，使三極管進入放大區(qū)，ib1與負(fù)載線相交的點在放大區(qū)，這時Vce≠0，晶體電壓退到一定幅度，如果ib較大，如ib2和負(fù)載線的交點在飽和區(qū)，這時Vce＝0，晶體上的電壓從V1退到零伏。
雙脈沖激光為什么要產(chǎn)生不同的退壓幅度呢？因為當(dāng)晶體三極管開關(guān)第一次全部退壓后，全部打開調(diào)Q晶體KD*P，大量消耗了紅寶石高能級的光粒子，很快地進行第二次退壓調(diào)Q，高能級就沒有足夠的光粒子產(chǎn)生激光輸出，所以為了獲得窄間隔的雙脈沖，調(diào)Q開關(guān)要部分打開，調(diào)整電位器組R1、R2的數(shù)值參照圖3使三極管開關(guān)兩次工作點不一樣，第一次部分退壓，第二次全部退壓，使KD*P晶體部分和全部打開，輸出間隔窄能量一樣的雙脈沖激光，如圖1所示的1微秒間隔的退壓波形和激光輸出。
圖25個脈沖的晶體三極管調(diào)Q開關(guān)退壓波形和激光輸出實施例圖，根據(jù)紅寶石在泵浦下能級粒子數(shù)反轉(zhuǎn)的規(guī)律，把調(diào)Q晶體KD*P多次部分打開，使個激光脈沖輸出能量均衡，調(diào)節(jié)電位器R1、R2、R3、R4、R5為不同值參照圖3使晶體三極管開關(guān)C1有不同的退壓幅度產(chǎn)生，如圖2所示的5個脈沖退壓波形和激光脈沖輸出波型。
圖3、4是晶體三極管退壓均衡式調(diào)Q裝置實施例圖3、4調(diào)Q裝置中，裝有脈沖多路開關(guān)分配器(1)、推動開關(guān)(4)、電位器組(2)及高反壓三極管調(diào)Q開關(guān)。而脈沖多路開關(guān)分配器(1)由計數(shù)器(5)、譯碼器(6)、多路開關(guān)(7)構(gòu)成，推動開關(guān)(4)由延時器(8)、三極管開關(guān)G2構(gòu)成，延時器(8)可以是任意類型的。脈沖多路開關(guān)分配器的計數(shù)器為雙時鐘同步加／減計數(shù)器，譯碼器(6)為4～10線譯碼器，把二進制的四位數(shù)轉(zhuǎn)換為十位輸出，每個十進制數(shù)可由十位輸出表示，比如輸入0111(二進制)表示為十進制的數(shù)7，譯碼器輸出端第七位產(chǎn)生信號輸出；多路開關(guān)(7)里有多個由晶體三極管和二極管組成的開關(guān)；電位器組(2)里有多個電位器，控制多個電阻值，得到多個不同值的基流，產(chǎn)生不同的退壓幅度，使脈沖輸出能量一樣，退壓在飽和區(qū)時，可以調(diào)整電位器使前沿變化。輸入脈沖經(jīng)延時器后，使G2截止，把基流Ib提供給G1。
三極管調(diào)Q開關(guān)G1受基流Ib控制，使其工作在放大區(qū)或飽和區(qū)。其工作原理(1)先清零，使計數(shù)器，A、B、C、D為零，譯碼器(6)第十位輸出信號使K10合上，其余都打開，在無輸入信號下G2為飽和，G1為截止。
(2)輸入第一脈沖信號時，計數(shù)器為ABCD0001輸出，給譯碼器(6)產(chǎn)生第一位信號，合上多路開關(guān)(7)K1，打開K10，同時信號經(jīng)延時器(8)延時后給三極管開關(guān)G2，三極管開關(guān)G2由飽和變?yōu)榻刂?，這時電阻R1產(chǎn)生基流Ib1，使三極管開關(guān)G1退壓。
(3)輸入第二脈沖信號時，計數(shù)器(5)為ABCD0010輸出，給譯碼器產(chǎn)生第二位信號，多路開關(guān)(7)K2合上，K1打開，同時脈沖信號經(jīng)延時器(8)后給三極管開關(guān)G2，三極管開關(guān)G2由飽和變?yōu)榻刂?，由基流電阻R2產(chǎn)生基流Ib2，使三極管開關(guān)G1退壓。
(4)同理輸入10個脈沖時，計數(shù)器(5)ABCD0000輸出，給譯碼器(6)，多路開關(guān)(7)K10合上，K9打開，由基流電阻R10產(chǎn)生基流Ib10，使三極管G1退壓。
綜上所述，本實用新型由于采用了退壓均衡式線路及采用高反壓晶體三極管調(diào)Q裝置。用電位器組控制不同的基流，使晶體三極管工作在放大區(qū)和飽和區(qū)，晶體電壓退到不同幅度。所以其優(yōu)點是在飽和區(qū)脈沖前沿可調(diào)整，產(chǎn)生的雙脈沖激光、序列脈沖激光的能量均衡，脈沖間隔短。
本發(fā)明實用于動態(tài)全息照相、動態(tài)散斑照相、動光彈照相、陰影儀及高速攝影等方面的晶體調(diào)Q。
權(quán)利要求
1.退壓均衡式調(diào)Q裝置其特征在于采用普通高反壓晶體三極管作為調(diào)Q開關(guān)元件的退壓均衡式調(diào)Q裝置，裝置中裝有脈沖多路開關(guān)分配器(1)、電位器組(2)、推動開關(guān)(4)及調(diào)Q開關(guān)(3)。
2.按照權(quán)利要求
1所說的退壓均衡式調(diào)Q裝置中，其特征在于所述的脈沖多路開關(guān)分配器(1)是由計數(shù)器(5)、譯碼器(6)、多路開關(guān)(7)組成；所述的推動開關(guān)(4)是由延時器(8)和普通三極管G2組成；調(diào)Q開關(guān)(3)由普通高反壓晶體三極管C1、R11、R12、R13、C組成。
3.按照權(quán)利要求
2所說的退壓均衡式調(diào)Q裝置，其特征在于所述的計數(shù)器(5)為雙時鐘同步加／減計數(shù)器；譯碼器(6)為4～10線譯碼器，所述的多路開關(guān)(7)裝有多個晶體三極管和二極管。
4.按照權(quán)利要求
1所說的退壓均衡式調(diào)Q裝置，其特征在于所述的電位器組(2)是由多個電位器組成，可分別調(diào)整其電阻值，得到調(diào)Q開關(guān)不同的退壓幅度。調(diào)Q開關(guān)在飽和區(qū)、放大區(qū)工作。
專利摘要
本實用新型屬激光電子電器類。由于采用了退壓均衡式裝置及采用高反壓晶體三極管開關(guān)，用電位器組來控制不同基流，使晶體三極管工作在放大區(qū)和飽和區(qū)，使晶體電壓退到不同幅度，產(chǎn)生的雙脈沖、序列脈沖激光能量均衡，脈沖間隔短，利用晶體三極管的開關(guān)延時前沿，獲得了較好的單縱模激光輸出。本實用新型實用于動態(tài)全息照相，動態(tài)象全息動態(tài)散斑照相、動態(tài)錯位散斑、動光彈照相、陰影儀及高速攝影等方面的晶體調(diào)Q。
文檔編號H01S3/11GK86203753SQ86203753
公開日1987年7月15日 申請日期1986年6月11日
發(fā)明者張中華, 郭繼光 申請人:北京光電技術(shù)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan