专利名称：光纤激光器光脉冲检测及保护电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于光纤激光器光脉冲检测及保护电路。
背景技术：
调Q双包层光纤激光器由于价格低廉、结构紧凑、效率高、线宽窄、波长可调谐等众多的优点，在很多领域如遥感、测距、医疗、军事、工业加工、非线性光学应用等有着广泛应用。目前光纤激光器保护电路都是通过检测光脉冲信号的平均值来实现。这种方案即通过将光信号放大然后将光脉冲信号转换为直流信号，通过与一个设定好的基准参考点比较，实现对脉冲激光器的保护，这种保护只能对完全无光信号输出的情况下才能起保护作 用。但是如果在种子源漏脉冲信号或者频率出不全的情况下，也会导致脉冲激光器掺意光纤烧坏。
发明内容
本发明的目的为克服现有技术存在的上述问题，提出的一种光纤激光器光脉冲检测及保护电路。当光信号遗漏或者出不全或者无光脉冲信号输出的情况下，都能对光纤激光器起到保护作用。从而有效保护掺意光纤过多烧毁。本发明实现上述目的的方案是光纤激光器光脉冲检测及保护电路，包括光脉冲信号放大电路、比较电路和单稳态触发电路，其特征在于光脉冲信号放大电路的输入端与光纤激光器光电检测二极管输出端相连，光脉冲信号放大电路的输出端与比较电路的输入端相连，比较电路的输出端与单稳态触发电路的输入端相连，单稳态触发电路的输出端与单稳态触发电路的单片机相连，单稳态触发电路的单片机与光纤激光器的电源模块相连，光纤激光器的电源模块与光纤激光器的光学模块相连。单片机控制光纤激光器的电源模块，光纤激光器的电源模块控制光纤激光器的光学模块输出相应功率的激光。本发明单稳态触发电路通过单片机设定不同的频率下可编程电位器阻值来改变单稳态触发芯片充放电时间，从而检测出比较后的光脉冲数字信号是否正常，如果光脉冲数字信号不正常，单稳态触发电路输出为TTL低电平，如果光脉冲数字信号正常，单稳态触发电路输出为TTL高电平。单片机检测单稳态触发电路输出信号，一旦检测到单稳态触发电路输出为TTL低电平时,立刻关闭电源模块的开关，从而达到保护掺意光纤过大烧毁。所述的光脉冲信号放大电路由光电检测二极管D1、四个电阻、二个电容、二个运放、电位器组成，光纤激光器光电检测二极管输出端通过光电检测二极管Dl连接第一电阻R7将光脉冲信号转换为电信号，并通过第二电阻R8与第一电容C8滤波输出到第一运放Ul正相端，第一运放Ul负相端通过第三电阻R9接地，第一运放Ul负相端通过电位器连接到输出端，第一运放Ul输出端通过第四电阻Rll和第二电容ClO连接第二运放U2正相端，第二运放U2负相端与第二运放U2输出端连接构成电压跟随器输出。该电路将光点二极管检测到的微弱的光脉冲信号通过运放放大。所述的比较电路由二个电容、一个运放、二个电阻组成，光脉冲信号放大电路输出端通过第三电容Cl I滤波后连接到第三运放U3正相端，基准电压通过第五电阻R12与第四电容C12滤波后,连接第三运放U3负相端,第三运放U3输出通过第六电阻R13上拉电阻输出比较信号。该电路将放大后的光脉冲模拟信号转换成数字信号。所述的单稳态触发电路由单稳态触发芯片、可编程电位器、单片机组成，比较电路的输出端与单稳态触发芯的输入端，单片机通过可编程电位器与单稳态触发芯片相连，单稳态触发芯的输出端与单片机相连。该电路通过单片机设定不同的可编程电位器改变单稳态触发芯片充放电时间，从而检测出比较后的光脉冲数字信号是否正常。本发明在漏光脉冲或在光脉冲信号出不齐的情况下，可以实时将激光器关闭，从而保护掺意光纤烧毁及其他光学器件损坏。
图I是本发明实施例的电路示意图。
具体实施例方式如图I所示，本发明包括光脉冲信号放大电路I、比较电路2、单稳态触发电路3，光脉冲信号放大电路I的输入端与光纤激光器光电检测二极管输出端相连，光脉冲信号放大电路I的输出端与比较电路2的输入端相连，比较电路2输出端与单稳态触发电路3的输入端相连，单稳态触发电路3的输出端与单稳态触发电路的单片机相连，单稳态触发电路的单片机与光纤激光器的电源模块相连，光纤激光器的电源模块与光纤激光器的光学模块相连。单片机控制光纤激光器的电源模块，光纤激光器的电源模块控制光纤激光器的光学模块输出相应功率的激光。如图I所示，所述的光脉冲信号放大电路I由光电检测二极管Dl、四个电阻、二个电容、二个运放、电位器组成，光纤激光器光电检测二极管输出端通过光电检测二极管Dl连接第一电阻R7将光脉冲信号转换为电信号，并通过第二电阻R8与第一电容C8滤波输出到第一运放Ul正相端，第一运放Ul负相端通过第三电阻R9接地，第一运放Ul负相端通过电位器连接到输出端，第一运放Ul输出端通过第四电阻Rll和第二电容ClO连接第二运放U2正相端，第二运放U2负相端与第二运放U2输出端连接构成电压跟随器输出。该电路将微弱的光脉冲信号通过光电检测二极管转换成电信号，然后输入运放进行放大、滤波，最终输入到比较电路。如图I所示，所述的比较电路2由二个电容、一个运放、二个电阻组成，光脉冲信号放大电路输出端通过第三电容Cll滤波后连接到第三运放U3正相端，基准电压通过第五电阻R12与第四电容C12滤波后，连接第三运放U3负相端,第三运放U3输出通过第六电阻R13上拉电阻输出比较信号。该电路将光脉冲模拟信号通过基准比较的方式转换成数字信号，从而输入到单稳态触发电路中进行检测。如图I所示，所述的单稳态触发电路3由单稳态触发芯片、可编程电位器、单片机组成，比较电路的输出端与单稳态触发芯的输入端，单片机通过可编程电位器与单稳态触发芯片相连，单稳态触发芯的输出端与单片机相连。该电路通过单片机设定不同的可编程电位器改变单稳态触发芯片充放电时间，从而检测出比较后的光脉冲数字信号是否正常。首先单片机输出相应的频率信号，对应相同频率的光脉冲信号输出。单稳态触发芯片检测光脉冲输出，同时单片机设置在不同频率下可编程电位器对应的电阻值，从而改变单稳态触发芯片充放电时间。最终实现如果光脉冲信号为正确信号，单稳态触发电路输出为TTL高电平，否则，单脉冲触发电路输出 为TTL低电平。本发明可通过上述闭环控制系统，即可实现对脉冲激光器光脉冲信号的实时监
控，且稳定可靠。
权利要求
1.光纤激光器光脉冲检测及保护电路，包括光脉冲信号放大电路、比较电路和单稳态触发电路，其特征在于光脉冲信号放大电路的输入端与光纤激光器光电检测二极管输出端相连，光脉冲信号放大电路的输出端与比较电路的输入端相连，比较电路的输出端与单稳态触发电路的输入端相连，单稳态触发电路的输出端与单稳态触发电路的单片机相连，单稳态触发电路的单片机与光纤激光器的电源模块相连，光纤激光器的电源模块与光纤激光器的光学模块相连。
2.根据权利要求I所述的光纤激光器光脉冲检测及保护电路，其特征在于所述的光脉冲信号放大电路由光电检测二极管D1、四个电阻、二个电容、二个运放、电位器组成，光纤激光器光电检测二极管输出端通过光电检测二极管Dl连接第一电阻R7，并通过第二电阻R8与第一电容C8滤波输出到第一运放Ul正相端,第一运放Ul负相端通过第三电阻R9接地，第一运放Ul负相端通过电位器连接到输出端，第一运放Ul输出端通过第四电阻RlI和第二电容ClO连接第二运放U2正相端，第二运放U2负相端与第二运放U2输出端连接构成电压跟随器输出。
3.根据权利要求I所述的光纤激光器光脉冲检测及保护电路，其特征在于所述的比较电路由二个电容、一个运放、二个电阻组成，光脉冲信号放大电路输出端通过第三电容Cll滤波后连接到第三运放U3正相端，基准电压通过第五电阻R12与第四电容C12滤波后，连接第三运放U3负相端，第三运放U3输出通过第六电阻R13上拉电阻输出比较信号。
4.根据权利要求I所述的光纤激光器光脉冲检测及保护电路，其特征在于所述的单稳态触发电路由单稳态触发芯片、可编程电位器、单片机组成，比较电路的输出端与单稳态触发芯的输入端，单片机通过可编程电位器与单稳态触发芯片相连，单稳态触发芯的输出端与单片机相连。
全文摘要
本发明涉及用于光纤激光器光脉冲检测及保护电路，包括光脉冲信号放大电路、比较电路和单稳态触发电路，光脉冲信号放大电路通过比较电路与单稳态触发电路相连，单稳态触发电路通过单片机在不同频率下设定可编程电位器电阻阻值来改变单稳态触发芯片充放电时间，从而检测出比较后的光脉冲数字信号是否正常，如果光脉冲数字信号不正常，单稳态触发电路输出为TTL低电平，如果光脉冲数字信号正常，单稳态触发电路输出为TTL高电平。单片机检测单稳态电路输出信号，一旦检测到单稳态触发电路输出为TTL低电平时，立刻关闭电源，从而达到保护掺意光纤过大烧毁。本发明对脉冲激光器起到实时保护的作用，从而可以有效避免脉冲激光器故障烧掺意光纤的现象。
文档编号G01J11/00GK102645284SQ20121012460
公开日2012年8月22日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者刘晓旭, 李成, 闫大鹏, 黄荣 申请人:武汉锐科光纤激光器技术有限责任公司