专利名称：外触发出光延时稳定的固体激光器的调q电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及激光脉冲信号与外触发电信号之间稳定延时的调Q电源。
自1960年第一台红宝石激光器成功地运转以来，激光已在工业、科研、医疗、航空和军事等各个领域得到了广泛的应用。激光的各种应用也推动了激光技术的迅猛发展。现在有些科研和生产中仅用一台激光器已不能满足应用的要求，有时需要两台乃至多台激光器作精确的时序配合，这就要求产生的激光脉冲信号与外触发电信号之间有固定的时序关系。然而国产激光器的激光脉冲信号相对于外触发电信号的延时不太稳定，脉冲之间的延时变化范围约在几百ns，这对多台激光器作精确时序配合的场合(如要求两束激光之间延时为100ns数量级)，就显得过大，限制了国产激光器在这方面的应用。
图1(a)和图1(b)是已有的调Q固体激光器电源的两种外触发方式；图2(a)和图2(b)分别是这两种外触发方式所对应的时序关系示意图。图2(a)、(b)中的脉冲(t1)是多路脉冲时序控制器(1)的一个通道提供给激光器主电源的触发电路(2)的外触发电信号；脉冲(t3)是调Q激光脉冲信号；图2(a)中的脉冲(t2)是多路脉冲时序控制器(1)的另一通道提供给调Q电源的触发电路(4)的外触发电信号；图2(b)中的脉冲(t2)是主电源内的脉冲发生和延时电路(2)提供给调Q电源的触发电路(4)的触发电信号。改变脉冲(t1)和(t2)之间的时间差可改变脉冲激光的输出能量。从图1(a)、(b)和图2(a)、(b)可知，采用图1(a)的触发方式比用图1(b)所示的出光延时稳定性要好，而图1(a)的触发方式出光延时不稳主要由调Q电源的触发(4)和放电电路(5)的工作不稳定引起的。
本实用新型的目的，就是提供一种能用于多台激光器作精确时序配合的外触发出光延时稳定的固体激光器的调Q电源。
以下结合附图，对本实用新型作详细说明。
本实用新型的电路结构，如附图3所示变压器(T)的原边和续流二极管(D)并联后，与垂直沟道金属——氧化物——半导体场效应晶体管(VMOS)的漏极——源极串联，垂直沟道金属——氧化物——半导体场效应晶体管(VMOS)的漏极、变压器(T)的原边一端和二极管(D)正端相连，二极管(D)负端、变压器(T)原边的另一端和贮能电容(C1)的一端相连后，通过限流电阻(R1)接到直流稳压电源(V1)的正端；垂直沟道金属——氧化物——半导体场效应晶体管(VMOS)的源极和电容(C1)的另一端相连后接地，和直流稳压电源(V1)的接地端相连；外触发电信号加在垂直沟道金属——氧化物——半导体场效应晶体管(VMOS)的栅极和源极之间；变压器(T)副边及其右边的电路，与已有的调Q电源电路相同，调Q晶体(Q)与电容器(C2)并联，再和电容(C3)串联后，与闸流管的(A)、(K)端并联，其中(A)端和调Q晶体(Q)与电容(C2)的连接点相连，电容(C3)的另一端和闸流管的(K)端相连，变压器(T)的副边加在闸流管的(G)端和(K)端之间，直流稳压电源(V2)通过限流电阻(R2)加在闸流管(A)、(K)端之间，(A)端接高电位，电容(C3)上的电压是直流稳压源(V2)通过电阻(R4)、(R5)分压后，由限流电阻(R3)提供。
本实用新型工作时，外触发给垂直沟道金属——氧化物——半导体场效应晶体管(VMOS)的栅极电信号，垂直沟道金属——氧化物——半导体场效应晶体管(VMOS)开通，电容(C1)和变压器(T)原边形成放电回路，变压器(T)的副边产生的脉冲信号加在闸流管的(G)端，闸流管开通，调Q晶体(Q)和电容(C2)、(C3)上的高压通过闸流管所在的回路放电，给出一个调Q激光脉冲；在无外触发信号时，各电容器上充满设定的电压，等待下一外触发脉冲的到来。改变电容(C2)和(C3)的电容量，可改变调Q高压的放电时间。
本实用新型的优点是，可用作国产固体激光器的外触发出光延时稳定的调Q电源。图4是激光脉冲相对于外触发电信号的不同延时点激光脉冲次数占总脉冲次数的百分比，从图中可见，出光相对于外触发电信号的延时抖动在50ns内；1000次脉冲记录结果为抖动在30ns内，占总数的86.5％；在40ns内，占总数的93.5％，全部集中在50ns内。这个抖动时间范围较现有国产调Q的YAG激光器的出光延时抖动范围(一般在几百ns)大为减少。
总之，本实用新型可用于多台激光器作精确时序配合的场合，是极有应用前景的外触发出光延时稳定的固体激光器调Q电源。
图1(a)、图1(b)是调Q的固体激光电源的两种外触发方式；图2(a)、图2(b)分别是图1(a)、(b)两种外触发方式对应的时序关系示意图；图3是本实用新型的电路结构图；图4是不同延时点脉冲次数占总脉冲次数的百分比；其中横座标是激光脉冲相对于外触发电信号的延时(ns)；纵座标是不同延时点激光脉冲次数占总激光脉冲次数的百分比。
图中1、多路脉冲时序控制器；2、3分别是主电源的触发电路和放电电路；4、5分别是调Q电源的触发电路和放电电路；2’是主电源触发调Q电源的脉冲发生和延时电路；laser是调Q激光；T1、T2是电脉冲信号；T3是调Q激光脉冲信号；V1、V2是直流稳压电源；T是变压器；D是二极管；VMOS是垂直沟道金属——氧化物——半导体场效应晶体管；C1、C2、C3是电容；R1、R2、R3、R4、R5是电阻；G、A、K是闸流管的三个极；Q是调Q晶体。
权利要求1．一种外触发出光延时稳定的固体激光器的调Q电源，是由变压器(T)副边的调Q晶体(Q)与电容器(C2)并联，再和电容(C3)串联后，与闸流管的(A)、(K)端并联，其中(A)端和调Q晶体(Q)与电容(C2)的连接点相连；电容(C3)的另一端和闸流管的(K)端相连，变压器(T)的副边加在闸流管的(G)端和(K)端之间，直流稳压电源(V2)通过限流电阻(R2)加在闸流管(A)、(K)端之间，(A)端接高电位；电容(C3)上的电压是直流稳压电源(V2)通过电阻(R4)、(R5)分压后，由限流电阻(R3)提供；其特征是，变压器(T)的原边和续流二极管(D)并联后，与垂直沟道金属——氧化物——半导体场效应晶体管(VMOS)的漏极——源极串联，垂直沟道金属——氧化物——半导体场效应晶体管(VMOS)的漏极和变压器(T)的原边一端、二极管(D)正端连接点相连，变压器(T)的原边的另一端、二极管(D)负端和电容(C1)的一端相连后，通过限流电阻(R1)接直流稳压电源(V1)的正端；垂直沟道金属——氧化物——半导体场效应晶体管(VMOS)的源极和电容(C1)的另一端相连后接地，和直流稳压电源(V1)的接地端相连。
专利摘要本实用新型公开了一种外触发出光延时稳定的固体激光器的调Q电源的电路:变压器的原边和二极管并联后与垂直沟道金属—氧化物—半导体场效应晶体管(VMOS)串联,变压器原边一端、二极管正端和(VMOS)漏极相连,变压器原边另一端、二极管负端和电容的一端相连后,经限流电阻接直流稳压电源的正端,(VMOS)源极和电容的另一端相连后接地,并和直流稳压电源地端相连;变压器副边接闸流管、电容、电阻及调Q晶体。本实用新型可用于国产固体激光器的外触发出光延时稳定的调Q电源,具有极佳的实用价值和应用前景。
文档编号H01S3/00GK2325895SQ9822581
公开日1999年6月23日 申请日期1998年1月14日 优先权日1998年1月14日
发明者郭文跃, 方黎, 张树东, 蔡继业, 罗治江, 姜芸芸, 魏杰, 章莲蒂, 张柏林 申请人:中国科学院安徽光学精密机械研究所