一种用于控制声光调节器的控制器及激光刺激器的制作方法

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及一种用于控制声光调节器的控制器及激光刺激器。

背景技术：

当使用光遗传技术时，需要特定波长的光激发光遗传蛋白来打开细胞特定的离子通道。对光源输出功率和输出时间的精确控制，是对光遗传蛋白精确激发的基础和关键。激光的窄输出波长，单方向性和高能量，使其成为理想的光遗传蛋白精确激发工具。目前市面销售的光遗传用激光刺激器通过模拟或数字(TTL)信号来控制激光源驱动器的方式调控激光的输出。这种直接调控激光源驱动器虽然方法简单，但输出功率和时间精度都较低，往往出现误差超过40％，无法满足高精度激光调控的需要。

生物用激光器输出功率精确调控技术是在激光器输出端连接调节器。目前采用较为普遍的技术是使用电光调节方式和采用声光调节器方式实现激光输出控制，这两种方法在原理上都可以以微秒级速度调整激光的输出功率。但是，电光调节器的购买成本极为昂贵、不适合光遗传用激光控制器的普及使用，声光调节器成本较低，但对入射激光的调节范围很有限，并且消光率低，不能实现关闭激光输出。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种用于控制声光调节器的控制器及激光刺激器，以期在实现声光调节器对激光束的低成本控制的同时，实现声光调节器对激光束的高消光率控制。

本发明实施例第一方面提供一种用于控制声光调节器的控制器，所述控制器与声光调节器电连接，所述控制器包括：可调电压源、频率振荡器、第一衰减器、第二衰减器、射频放大器和模拟信号发生器，其中，所述可调电压源与所述频率振荡器电连接、所述频率振荡器与所述第一衰减器电连接、所述第一衰减器与所述第二衰减器电连接，所述第二衰减器与所述射频放大器电连接，所述模拟信号发生器与所述第一衰减器和所述第二衰减器电连接；

所述可调电压源控制所述频率振荡器产生预设频率的射频波，所述预设频率的射频波与所述声光调节器的响应频率对应，所述第一衰减器和所述第二衰减器用于控制所述预设频率的射频波的输出功率，所述预设频率的射频波经过所述射频放大器放大后传输给声光调节器，所述模拟信号发生器用于控制所述第一衰减器和所述第二衰减器的衰减比例。

可选的，所述可调电压源包括参考电压芯片和电压放大器，其中，所述电压芯片与所述电压放大器电连接，所述电压放大器为增益可调的电压放大器。

可选的，所述用于控制声光调节器的控制器还包括至少一个第三衰减器，所述至少一个第三衰减器与所述第二衰减器和所述射频放大器分别电连接。

可选的，所述频率振荡器为电压控制频率振荡器。

可选的，所述第一衰减器和所述第二衰减器为电压控制衰减器。

可选的，所述第一衰减器的响应曲线为负对数形式响应曲线，且所述第二衰减器的响应曲线为负对数形式响应曲线。

可选的，所述第一衰减器和所述第二衰减器串联组成的双级串联衰减器的响应曲线为线性响应曲线。

可选的，所述第一衰减器和所述第二衰减器串联组成的双级串联衰减器的衰减范围为0至100％。

可选的，所述射频放大器的输出功率小于所述声光调节器的输入功率上限。

本发明实施例第一方面提供一种激光刺激器，所述激光刺激器包括声光调节器、激光器和如权利要求1-9任一项所述的用于控制声光调节器的控制器；

其中，所述控制器与所述声光调节器的第一输入端电连接，所述激光器与所述声光调节器的第二输入端电连接。

可以看出，本发明实施例技术方案中，用于控制声光调节器的控制器，包括：可调电压源、频率振荡器、第一衰减器、第二衰减器、射频放大器和模拟信号发生器，所述可调电压源控制所述频率振荡器产生预设频率的射频波，所述预设频率的射频波与所述声光调节器的响应频率对应，所述第一衰减器和所述第二衰减器用于控制所述预设频率的射频波的输出功率，所述预设频率的射频波经过所述射频放大器放大后传输给声光调节器。可见，本发明实施例采用频率振荡器加双级串联衰减器加射频放大器来控制声光调节器的方式一举实现使用声光调节器对激光束进行高速、高精度、高消光率的控制。通过实施本发明实施例能够实现声光调节器对激光束的低成本控制的同时，实现声光调节器对激光束的高消光率控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明第一实施例提供的一种用于控制声光调节器的控制器的结构示意图；

图1-1是本发明第一实施例提供的另一种用于控制声光调节器的控制器的结构示意图；

图2是本发明第二实施例提供的一种激光刺激器的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1，图1是本发明第一实施例提供的一种用于控制声光调节器的控制器的结构示意图，如图1所示，本发明实施例中的用于控制声光调节器的控制器100与声光调节器电连接，所述控制器100包括以下部分：可调电压源101、频率振荡器102、第一衰减器103、第二衰减器104、射频放大器105和模拟信号发生器106，其中，所述可调电压源101与所述频率振荡器102电连接、所述频率振荡器102与所述第一衰减器103电连接、所述第一衰减器103与所述第二衰减器104电连接，所述第二衰减器104与所述射频放大器105电连接，所述模拟信号发生器106与所述第一衰减器103和所述第二衰减器104电连接，所述模拟信号发生器106用于控制所述第一衰减器103和所述第二衰减器104的衰减比例；

所述可调电压源101控制所述频率振荡器102产生预设频率的射频波，所述预设频率的射频波与所述声光调节器的响应频率对应，所述第一衰减器103和所述第二衰减器104用于控制所述预设频率的射频波的输出功率，所述预设频率的射频波经过所述射频放大器105放大后传输给声光调节器。

其中，所述可调电压源101包括参考电压芯片和电压放大器，其中，所述电压芯片与所述电压放大器电连接，所述电压放大器为增益可调的电压放大器。

其中，在一些可选的实施中，所述用于控制声光调节器的控制器还包括至少一个第三衰减器，所述至少一个第三衰减器与所述第二衰减器104和所述射频放大器105分别电连接，其中，所述用于控制声光调节器的控制器的结构示意图的示意图如图1-1所示。

其中，所述频率振荡器102为电压控制频率振荡器。

其中，所述第一衰减器103和所述第二衰减器104为电压控制衰减器。

其中，所述第一衰减器103的响应曲线为负对数形式响应曲线，且所述第二衰减器104的响应曲线为负对数形式响应曲线，所述第一衰减器103和所述第二衰减器104串联组成的双级串联衰减器的响应曲线为线性响应曲线，所述第一衰减器103和所述第二衰减器104串联组成的双级串联衰减器的衰减范围为0至100％。具体地，由于电压控制衰减器的响应曲线是负对数形式，因此，本发明实施例采用以对衰减器串联组合形成双级串联衰减器，通过实验测试和生成对照表的形式，实现从0至100％的线性响应控制，以调整射频波的输出功率。

其中，所述射频放大器105的输出功率小于所述声光调节器的输入功率上限。具体地，由射频放大器105对输出射频进行放大后传输给声光调节器，只要保证射频放大器105的功放上限不超过声光调节器的输入功率上限就不会损坏声光调节器。

可以看出，本发明实施例技术方案中，用于控制声光调节器的控制器，包括：可调电压源、频率振荡器、第一衰减器、第二衰减器、射频放大器和模拟信号发生器，所述可调电压源控制所述频率振荡器产生预设频率的射频波，所述预设频率的射频波与所述声光调节器的响应频率对应，所述第一衰减器和所述第二衰减器用于控制所述预设频率的射频波的输出功率，所述预设频率的射频波经过所述射频放大器放大后传输给声光调节器。可见，本发明实施例采用频率振荡器加双级串联衰减器加射频放大器来控制声光调节器的方式一举实现使用声光调节器对激光束进行高速、高精度、高消光率的控制。通过实施本发明实施例能够实现声光调节器对激光束的低成本控制的同时，实现声光调节器对激光束的高消光率控制。

请参阅图2，图2是本发明第二实施例提供的一种激光刺激器的结构示意图，如图2所示，本发明实施例中的激光刺激器200包括以下部分：声光调节器201、激光器202和如本发明第一实施例中提到的任一方面所述的用于控制声光调节器的控制器100，其中，所述控制器100与所述声光调节器201的第一输入端电连接，所述激光器202与所述声光调节器201的第二输入端电连接，即实现将用于控制声光调节器的控制器100与激光器200集成在一起，做成一个高精度激光前端模块。

可以看出，本发明实施例技术方案中，用于控制声光调节器的控制器，包括：可调电压源、频率振荡器、第一衰减器、第二衰减器、射频放大器和模拟信号发生器，所述可调电压源控制所述频率振荡器产生预设频率的射频波，所述预设频率的射频波与所述声光调节器的响应频率对应，所述第一衰减器和所述第二衰减器用于控制所述预设频率的射频波的输出功率，所述预设频率的射频波经过所述射频放大器放大后传输给声光调节器。通过实施本发明实施例能够实现声光调节器对激光束的低成本控制的同时，实现声光调节器对激光束的高消光率控制。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时包括上述方法实施例中记载的任何一种服务进程的监控方法的部分或全部步骤。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例是示意性的，例如所述单元的划分，为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的一种用于控制声光调节器的控制器及激光刺激器进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。