[发明专利]一种固体激光器控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光控制器，尤其是涉及一种固体激光器控制系统。 

背景技术

固体激光器的结构可以分为以下几个分系统：光学谐振腔、给光学谐振腔提供能量的固体激光器电源模块、为光学谐振腔和电源模块进行降温的热量管理系统（具体来讲可能是水循环冷却系统或者线空气冷却系统）、激光输出光路控制系统（光闸、光束终止器、传输光纤、激光加工头等），以上各系统都必须在激光控制系统的协调控制下实现各自的功能以满足用户激光加工的需要。 

   作为固体激光器的核心部件之一的激光器电源模块，必须要能响应激光控制系统发送过来的模拟量控制信号，根据这一信号的频率、脉冲宽度、脉冲形状、脉冲幅度，来调整输出电流或者输出功率的相应参数，输出一个与模拟量控制信号成比例的电流脉冲，以激发激光谐振腔，输出一个同样成比例的激光脉冲用来激光加工。 

   固体激光器的工作频率根据电源模块内部器件的不同一般工作于在0.1Hz到10kHz左右。传统的固体激光器控制系统为了产生这一频率、幅度、脉宽可调的方波、斜坡、正弦波或者脉冲编号，一般都使用DSP+FPGA+D/A转换器+滤波器这种硬件结构，利用软件参数调节、预置波形数据的方法来输出这种控制信号。这种结构需要进行复杂的DSP和FPGA编程，需要极大的开发工作量。其实，这种硬件配置可以输出的信号频率很高，很容易达到几百MHz的水平，但实际上激光器电源驱动信号只能达到10kHz的最高频率。可见此种配置对软/硬件资源存在大量浪费。同时，这种硬件结构具有较高的制造成本，很难在这种架构下有效降低激光器成本、提供更高性价比的激光器产品。 

   采用上述系统架构的激光器控制系统，一般都没有良好的人机接口界面，如果必须，则需要通过通信接口的办法从主控制器将其内部参数、状态都读取到上位机内运行，这样又大大增加了整机硬件成本。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本、高性能的固体激光器控制系统。 

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的。 

这种固体激光器控制系统，具有由嵌入式微处理器、只读储存器ROM、随机读写储存器RAM、非易失性读写存储器NVM、电源和时钟信号发生器构成的通用型微型计算机架构，通用型微型计算机架构上设置有由连接到嵌入式微处理器上的LCD/视频信号接口、通用输入输出设备组成的人机对话接口，以及由连接到嵌入式微处理器上的通用型音频合成芯片构成的电源控制信号发生器和激光功率反馈信号采集器，所述嵌入式微处理器上设置有通用输入/输出接口电路进行信号连接和扩展，所述通用输入/输出接口电路和嵌入式微处理器上连接有可编程逻辑器件并组成外置式的硬件保护电路。 

进一步地，所述通用型微型计算机架构的嵌入式微处理器上设置有上位通信接口。

进一步地，所述通用型音频合成芯片上设置有模拟信号输出缓冲放大器和模拟信号输入信号调制器。 

再进一步地，所述通用输入/输出接口电路上设置有用来对其它激光器部件进行并行控制的内部总线、对激光器内部开关信号进行输入/输出操作的光电隔离器以及方便用户将激光器集成到激光加工设备中，并对激光器进行直接控制的光电隔离器。 

再进一步地，所述可编程逻辑器件上设置有将警报信号发送到激光器控制系统中使激光器立即停机或者执行相应的保护动作的光电隔离器。 

更进一步地，所述通用输入输出设备为触摸屏、键盘或鼠标。 

与现有技术相比，本发明的有益之处是：这种固体激光器控制系统成本低、性能高，而且能够适应不同的领域，应用范围广。 

附图说明：

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1是本发明一种固体激光器控制系统结构框图。 

图中：1、嵌入式微处理器； 2、只读储存器ROM； 3、随机读写储存器RAM； 4、非易失性读写存储器NVM； 5、LCD/视频信号接口； 6、通用输入输出设备； 7、上位通信接口； 8、电源和时钟信号发生器； 9、通用型音频合成芯片； 10、通用输入/输出接口电路； 11、可编程逻辑器件； 12、模拟信号输出缓冲放大器； 13、模拟信号输入信号调制器； 14、内部总线； 15、16、17、光电隔离器。 

具体实施方式：

下面结合附图及具体实施方式对本发明进行详细描述：