[发明专利]基于多模可控的固体激光输出控制装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种基于多模可控的固体激光输出控制装置，包括控制单元，以及，激光发生单元，包括LD模块，LD驱动源，激光谐振腔以及倍频晶体；机械光闸,其设置在激光谐振腔内且与所述的控制单元可控连接；二维Q开关模组，包括Q驱动电源，以及两个设置于谐振腔后镜前方位置处且垂直设置的声光Q开关；用以冷却所述的LD模块和声光Q开关的水冷单元；以及监控温度、湿度、光功率、压力和位置的传感模块。本发明可以同时实现机械光闸、Q开关、LD电流控制等多模式的激光输出控制，满足激光输出模式的灵活切换、输出功率的迅速控制、输出状态的及时转变以及整机可靠性等诸多需求。

技术领域

本发明涉及固体激光技术领域，特别是涉及一种基于多模可控的固体激光输出控制装置及控制方法。

背景技术

随激光技术的发展，激光已在材料加工、表面处理、医学治疗、科学研究、军事等领域获得广泛应用。在激光的各种应用过程中，对激光输出模式的控制、对激光输出功率的控制、对激光光路开关状态的快速有效切换等,始终是一个无法回避的现实问题。

针对特定应用，在激光切割、标刻等应用场合通常利用机械光闸的来实现激光输出的阻断及开放，但机械光闸多使用步进电机、伺服电机、电磁阀等器件作为执行机构，其动作灵敏度、响应速度、可靠性等使得在一些需要高速激光输出控制的场合难以符合要求；在另外一些特殊应用场合，还利用Q开关(Q-Switching)等方法实现了电子光开关，然而受Q开关器件本身特性影响，对大功率的激光输出不能有效关断，也有其局限性。

随固体激光技术的发展，因其紧凑的结构、较高的电光转换效率、良好的光束质量以及可靠的性能在工业、医疗、国防、科研等诸多领域获得了广泛应用。然而，就固体激光器系统本身而言，仍缺乏一种能适应性多场合应用的激光输出控制装置及方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种基于多模可控的固体激光输出控制装置及控制方法，适应激光加工、医学治疗、军事应用、科研实验等需要快速控制激光输出模式、功率及状态的多样性需求的场合。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是：

一种基于多模可控的固体激光输出控制装置，包括控制单元，以及，

激光发生单元，包括LD模块，LD驱动源，激光谐振腔以及倍频晶体；

机械光闸,其设置在激光谐振腔内且与所述的控制单元可控连接；

二维Q开关模组，包括Q驱动电源，以及两个设置于谐振腔后镜前方位置处且垂直设置的声光Q开关；

用以冷却所述的LD模块和声光Q开关的水冷单元；

以及监控温度、湿度、光功率、压力和位置的传感模块。

所述的控制单元包括，

处理器模块；

状态检测及反馈模块；实时检测固体激光器系统及实时运行状态信息，接受传感模块的输出信息并反馈至处理器模块；

逻辑控制模块，与LD驱动源和Q驱动源及机械光闸可控连接以对动作逻辑进行协调控制；

存储器模块，存储激光输出模式数据及固体激光器系统的运行信息；

接口驱动模块，用实现处理器模块与远控或触摸屏通讯。

处理器模块包括微处理器和SRAM；所述的存储器模块为FLASH闪存器。

所述的机械光闸包括底座，设置在所述的底座上的旋转电磁铁，设置在所述的旋转电磁铁上的挡光板，以及用以感测所述的挡光板位置的光电传感器，其中，所述的挡光板由高导热性金属材质制成。

所述的光电传感器为U型光电传感器，所述的挡光板由紫铜材质制成。