[发明专利]一种脉冲光纤激光器声光调制器驱动电源

说明书

技术领域

本发明涉及脉冲式光纤激光器。具体而言，本发明涉及一种脉冲光纤激光器声光调制器的驱动电源。

背景技术

激光因其具有方向性好、高亮度、相干性好、单色性好等优点，已经被深入的研究和广泛的应用，成为20世纪最受瞩目的科学技术成就之一。激光技术的问世和发展使光学科学和光学技术得到了发展，并激发了新兴行业——激光加工的蓬勃发展。随着激光技术的发展，脉冲光纤激光器由于其卓越的性能被越来越广泛的应用在中小功率激光加工领域，利用声光调制作用可以快速而有效地控制激光脉冲的重复频率、峰值功率，从而更大程度地满足了激光加工领域的特殊需要。声光调制器驱动电源是脉冲光纤激光器中的重要部分，如何提高与完善驱动电路的性能指标成为决定输出激光品质的一个重要因素。因此，进行声光调制器驱动电源的研究和设计，具有非常重要的应用价值和广阔的发展空间。

利用光纤具有的非线性效应的特点，或使用光纤(其中掺杂某些特定稀土元素)作为工作介质而研制出的一种高可靠性固体激光器，即光纤激光器。现今，市场上出售的大多数光纤激光器，其泵浦光源是由半导体激光器组成。光纤激光器的工作原理即通过光纤放大技术将输入的具有某一特定波长的泵浦光变换为实际需要的特定波长的激光，从光束质量这一方面比较来看，光纤激光器要比半导体激光器和气体激光器高出很多。

随着调Q技术的飞跃发展，一种具有高峰值功率的光纤激光器问世了，即脉冲光纤激光器。它具有以下独特的优点：光—光转换效率极高、“表面积/体积”高、无需复杂的水冷系统、简单的风冷即可、散热快、输出高质量的激光光束、系统具有非常高的可靠性、产品小巧紧凑易于大型系统集成等。当前，因其本身具有的优点，脉冲光纤激光器在各个领域获得了飞速发展，例如生物医疗和图像显示领域，特别是在激光加工领域如打标、喷码、绘图、焊接、打孔、切割等。

声光调制技术是被广泛应用的一种调Q技术，其主要部件——声光调制器的驱动电源是脉冲光纤激光器中的重要组成部分，如何提高与完善驱动电源的性能指标成为决定输出激光光束质量的一个重要因素。因此，进行声光调制器驱动电源的研究和设计，具有非常重要的应用价值和广阔的发展空间。

作为一种脉冲光纤激光器，MOPA结构的光纤激光器通过光纤型声光调Q方式可以获得脉宽纳秒量级的脉冲激光，输出平均功率较高，峰值功率甚至可以达到兆瓦量级。由于其本身具有的优点，MOPA结构光纤激光器被广泛应用于工业、军事、医学等领域。光纤型声光调制器是MOPA结构光纤激光器系统中重要的组成部分，所以研制出具有高开关响应速度和高效率的光纤型声光调制器驱动电源具有重要的实际意义。

因此，需要一种具有高开关响应速度和高效率的光纤型声光调制器的驱动电源。

发明内容

本发明的目的在于实现一种具有高开关响应速度和高效率的光纤型声光调制器驱动电源，提高光纤型声光调制器的衍射效率，满足MOPA结构光纤激光器系统的要求，提高输出激光脉冲的光束质量。

本发明提供了一种脉冲光纤激光器声光调制器驱动电源，其特征在于所述驱动电源包括高频振荡器、2ASK键控调制电路、前置放大器、功率放大电路、控制器电路、脉冲陡化电路和输出匹配网络，所述高频振荡器用于产生高频载波信号，由正弦波振荡电路和串联选频网络构成；所述脉冲陡化电路接收来自外部的调制脉冲输入信号对其进行陡化处理，用于陡化调制脉冲信号和滤除信号尖峰，经陡化处理后的信号输入到所述控制器电路调节；所述控制器电路用于将经过所述脉冲陡化电路陡化处理后的信号进行电压幅度调节；所述2ASK键控调制电路通过输入的经所述控制器电路调节的脉冲信号对所述高频振荡器产生的高频载波信号进行幅度调制；所述前置放大器用于将经所述2ASK键控调制电路调制后的调制信号进行幅值放大；所述功率放大电路用于将经所述前置放大器幅值放大后的信号进行功率放大；所述输出匹配网络用于将经所述功率放大电路放大后的调制信号进行滤波和阻抗匹配后输出，从而驱动所述声光调制器的工作。

优选地，所述高频振荡器通过有源集成晶振来产生中心频率为100MHz的标准频率载波信号。

优选地，所述驱动电源的供电电压为直流+24V，工作频率为100MHz，调制频率为20kHz～200kHz，输出功率为2W。

优选地，所述2ASK键控调制电路对载波信号进行幅度调制的调制频率为20kHz～200kHz。

优选地，所述功率放大电路包括A类和C类混合式两级放大电路。

优选地，所述功率放大电路包括型号为MRF158的射频功率管。

优选地，所述功率输出匹配网络为L型匹配网络。