一种激光器输出频率的调控方法与流程

本发明属于激光技术领域，具体涉及一种激光器输出频率的调控方法。

背景技术：

脉冲型激光器的激光输出频率是其重要的参数指标之一。在诸多实际应用中，往往需要激光输出的重复频率可以调节的功能，甚至要求可以任意控制激光输出脉冲的时间点及输出脉冲个数的功能。例如：对于激光医疗美容设备，根据治疗方法的不同，通常需要激光器输出激光的输出频率在1Hz至10Hz之间可调。针对以上应用需求，为了实现调节输出频率的目的，通常的做法有两种：

(1)通过改变激光器系统的整体工作频率的方法达到调节输出激光重频的目的。激光器工作时，通常需要两路或多路时序信号，每路时序信号控制不同的器件或模块，最终实现激光以设定的重复频率输出。改变激光器系统整体工作频率的方法就是改变所有时序信号的重频，实现输出激光重频调节的目的。以市售的灯泵浦纳秒医疗美容激光器为例，有些激光器采用了如下所述的重频调节方式：激光器的调Q时序信号和灯泵浦时序信号的重复频率保持一致，通过同时改变这两路时序信号重频的方式达到调节输出激光重频的目的。这种方法简单易操作，对控制系统的要求也相对简单，但是由于激光器整体工作频率的改变会对激光发散角，光束质量等激光参数造成影响，用这种方法在改变激光输出频率的同时，激光的其他参数指标也会改变，这是此种方法的缺点。

(2)分频工作方式：其工作原理是，将激光系统的时序控制信号分为两种，一种是控制激光产生的信号，以下简称A类信号；另一种是其他控制信号，以下简称B类信号。分频工作就是将A类信号和B类信号分成不同的重复频率，A类信号的重频与激光输出频率一致，B类信号重频保持定值不变，与激光输出频率无关，通过改变A类信号的重频，实现输出激光重频调节的目的。以市售的灯泵浦皮秒医疗美容激光器为例，有些激光器采用了如下所述的重频调节方式：将种子源激光器的时序控制信号与灯泵浦放大器的时序控制信号分开。种子源的时序控制信号是A类信号，灯泵浦放大器的时序控制信号是B类信号，调节激光输出重频时，只改变种子源的重频，而灯泵浦放大器的工作重频保持不变，最终输出激光的重频与种子源的重频相同，而与灯泵浦放大器的重频无关。这种分频调控方法B类信号控制的器件及模块的工作频率固定，有效避免了在改变激光重频过程中其对输出激光参数的影响。然而，由于A类信号控制的器件及模块的重频还是要随激光输出频率变化，对激光输出参数仍然有影响。

以上两种方法在改变激光输出频率的同时，也改变了激光器内部器件及模块的工作频率，造成激光器在不同重频工作时热效应的变化，影响激光输出参数的稳定性。

技术实现要素：

为解决现有技术中调节激光器输出频率方法中的不足，本发明提供了一种激光器输出频率的调控方法。

本发明的一种激光器输出频率的调控方法包括以下步骤：

(1)激光器开始工作时，时序控制模块提供N路触发信号，触发信号分为两种，一种是控制激光产生的信号，即A类信号；另一种是其他控制信号，即B类信号；

(2)激光器内部模块接收A类信号和B类信号的频率不变，改变接收A类信号和B类信号的延时时间，从而改变激光器的输出频率。

进一步的，A类信号包括但不限于：激光器调Q信号、种子源触发信号、削波触发信号、大型激光系统中前级激光器的触发信号。

进一步的，B类信号包括但不限于：激光器振荡级泵浦触发信号、放大器泵浦触发信号、光闸开关信号、其他监测设备触发信号、大型激光系统中后级放大器的触发信号。

进一步的，A类信号、B类信号均为1个或多个信号。

进一步的，触发信号为正脉冲信号或负脉冲信号。

进一步的，触发信号的脉冲形状包括但不限于：方形、矩形、锯齿形。A类信号、B类信号的信号强度及脉冲形状可以是任意类型的。

进一步的，步骤(2)中，A类信号提前或滞后于B类信号。

本发明的有益效果为：本发明调控方法利用激光系统的时序控制方式调节激光的输出频率，激光器内部模块的工作频率保持不变，其热效应维持不变，提高了激光输出参数的稳定性。同时，本发明方法可以任意控制激光输出脉冲的时间点及输出脉冲个数，操纵简便、易于实现。

附图说明

图1为本发明调控方法中A类信号和B类信号的时序关系图；

图2为实施例1中调Q纳秒医疗美容激光器的时序控制框图；

图3为实施例2中皮秒医疗美容激光器的时序控制框图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地解释和说明。

本发明的调控方法是利用时序控制的方式，调节激光器输出频率。具体来说，是将时序控制信号分为两种，一种是控制激光产生的信号，即A类信号；另一种是其他控制信号，即B类信号。当调节激光输出频率时，A类信号和B类信号均保持固定或近似固定的重频不变，通过改变A类信号和B类信号之间的延时关系，从而改变激光的输出频率。

如图1所示，当激光器系统中A类信号和B类信号的延时保持为T1时，有激光输出；当A类信号和B类信号的延时变为T2时，无激光输出或近似无激光输出。延时为T1或T2这两种状态可以由激光控制系统任意控制，即可以实现激光频率调节以及任意控制激光输出脉冲的时间点及输出脉冲个数的功能。

实施例1

图2是闪光灯泵浦电光调Q纳秒医疗美容激光器本振级的时序控制框图，此类激光器依据不同的应用其输出激光的频率上限不同。我们假设上限触发频率为10Hz。

此时，设定激光的输出频率为10Hz，激光器开始工作时，时序控制模块提供两路均为10Hz的触发信号，分别给调Q模块和泵浦模块。调Q模块接收的是A类信号，泵浦模块接收的是B类信号。根据激光器工作原理，泵浦模块的触发信号提前调Q模块触发信号200μs-500μs，此时有频率为10Hz的激光输出。

假如设定激光的输出频率为5Hz，激光器开始工作时，时序控制模块提供两路仍然均为10Hz的触发信号，分别给调Q模块和泵浦模块。与10Hz工作状态不同的是，每间隔一个触发信号，改变一次调Q模块触发信号和泵浦模块触发信号之间的时序关系。以前10发脉冲为例，第1、3、5、7、9次触发信号是泵浦模块的触发信号提前调Q模块触发信号200μs-500μs，此时有激光输出；第2、4、6、8、10次触发信号是泵浦模块触发信号滞后调Q模块触发信号，此时根据激光原理，没有激光输出。

依据以上方法，可以通过改变调Q模块和泵浦模块之间的时序关系，在不超过10Hz上限的情况下任意调节此类激光器的输出重频，并且可以实现控制激光输出脉冲的时间点及输出脉冲个数的功能。

实施例2

图3是种子源+闪光灯泵浦皮秒医疗美容激光器的时序控制框图，此类激光器依据不同的应用其输出激光的频率上限不同。我们假设上限触发频率为10Hz。

假如设定激光重频为10Hz，激光器开始工作时，时序控制模块提供两路均为10Hz的触发信号，分别给种子源和放大器泵浦模块。种子源模块接收的是A类信号，放大器泵浦模块接收的是B类信号。种子源模块触发信号提前放大器泵浦模块触发信号200μs-500μs，此时有重频为10Hz的激光输出。

假如设定激光重频为1Hz，激光器开始工作时，时序控制模块提供两路仍然均为10Hz的触发信号，分别给种子源和放大器泵浦模块。与10Hz工作状态不同的是，每10次触发信号之中，只有固定的1次触发信号是是种子源模块触发信号提前放大器泵浦模块触发信号200μs-500μs，此时有激光输出；其他9次触发信号是种子源模块触发信号滞后放大器泵浦模块触发信号，此时根据激光原理，放大器模块对种子源模块输出的激光没有增益放大的效果，输出的激光仅为非常微弱的种子源脉冲，在不影响实际应用的条件下，可以近似认为无激光输出。

依据以上方法，可以通过改变种子源和放大器泵浦模块之间的时序关系，在不超过10Hz上限的情况下任意调节激光器输出重频，并且可以实现控制激光输出脉冲的时间点及输出脉冲个数的功能。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。