本实用新型涉及脉冲光纤激光器领域，具体涉及基于弛豫效应的脉冲光纤激光器。
背景技术：
光纤激光器是指用掺杂稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，因其具有光束质量小、光电转换效率高、成本低、稳定性好、体积小等优点，对传统的激光行业产生巨大影响，光纤激光器已经被广泛应用于工业加工、光通信、医学、军事等领域。目前，光纤激光器在工业上的主要作用是切割、钻孔、焊接、打标。其中激光器打标是激光加工行业最大的应用领域之一，其基本原理是：由激光发生器生成高能量的激光光束，聚焦后的激光作用于承印材料，使表面材料瞬间熔融，甚至气化，通过控制激光在材料表面的路径，从而形成需要的图文标记。
现在应用于工业打标的光纤激光器类型主要有调Q激光器与MOPA(主振荡功率放大器)激光器。其中，调Q激光器成本比较高，打标基材易变形，底纹粗糙，脉冲波形单一不可调制。相比较而言，MOPA光纤激光器底纹细腻不变形、脉冲波形可调制，应用范围更广。在激光器使用过程中，需要对激光器进行实时监控，尤其是激光器的脉冲峰值。而现有的激光器则缺少对脉冲峰值的监控。
技术实现要素：
本实用新型要解决的技术问题是提供一种方便实时监控激光器脉冲峰值的基于弛豫效应的脉冲光纤激光器。
为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种基于弛豫效应的脉冲光纤激光器，包括传感器模块、驱动模块以及光模块，所述光模块包括用于产生泵浦光的泵浦二极管、用于形成谐振腔的高反光栅和低反光栅、用于去除残余泵浦光的包层光剥离器以及用于激光输出的激光输出接头，在高反光栅和低反光栅之间设置用于对泵浦光吸收产生所需激光的增益光纤，驱动模块包括PWM脉宽调制控制器、两个MOS管以及电感以及输入输出电容，MOS管的栅极均连接PWM脉宽调制控制器由其控制MOS管的通断，其中一个MOS管的源极和漏记分别连接电源和电感用于形成电感充磁通路，另一个MOS管的源极和漏极则分别连接电感、和泵浦二极管用于形成电感放电回路，所述传感器模块包括峰值检测模块以及光电探测器，光电探测器用于检测激光脉冲，并将光信号转化成电流信号，所述峰值检测模块包括跨导放大器以及ADC采样模块，跨导放大器连接光电探测器和基准电压，将光感应电流转化为电压信号，ADC采样模块对电压信号进行采样。
进一步的，还包括单个脉冲焦耳能量模块，其包括正向误差积分电路以及ADC采样模块，正向误差积分电路对单个脉冲的激光输出进行积分转化成一个恒定电压，ADC采样模块对恒定电压进行采样，并将采样信号传送给控制模块。
进一步的，所述光模块包括还包括合束器，泵浦二极管的数量为多个，泵浦二极管经过合束器合束后再连接高反光栅。
进一步的，所述高反光栅和低反光栅的光纤均为双包层结构。
从上述技术方案可以看出本实用新型具有以下优点：采用跨导放大器将激光器的光感应电流转换为电压，然后经过高速ADC的快速采样，其可将采样信号传送给外部设备，其采样电压越大，其功率越大，进而得出其峰值功率。
附图说明
图1为本实用新型中光模块的结构示意图；
图2为本实用新型中驱动模块的结构示意图；
图3为本实用新型中峰值检测模块的结构示意图；
图4为本实用新型中单个脉冲焦耳能量模块。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细说明。
本实用新型的基于弛豫效应的脉冲光纤激光器包括传感器模块、驱动模块以及光模块。
其中光模块如图1所示，包括产生泵浦光的泵浦二极管11、用于形成谐振腔的高反光栅13和低反光栅15、用于去除残余泵浦光的包层光剥离器16以及用于激光输出的激光输出接头17，在高反光栅13和低反光栅15之间设置用于对泵浦光吸收产生所需激光的增益光纤14，泵浦二极管可以是1只或者多只，1只时二极管直接与高反光栅连接，多只时可通过合束器合束后再与高反光栅连接，所述泵浦二极管的发射波长对应增益光纤中增益介质的吸收谱，泵浦方式可以分为前端正向泵浦、后端反向泵浦或者两端同时泵浦。所述高反光栅和低反光栅的光纤均为双包层结构，两者结合形成谐振腔，纤芯对激光具有反射作用，高反光栅反射率95％-100％，低反光栅反射率10％-30％。所述增益光纤为双包层结构，纤芯掺杂有稀土材料，可以吸收泵浦光产生宽谱光，经过高反光栅和低反光栅形成的谐振腔的选频后对所需激光放大。
如图2所示，驱动模块用于驱动泵浦二极管，驱动模块包括PWM脉宽调制控制器、两个MOS管以及电感，MOS管的栅极均连接PWM脉宽调制控制器由其控制栅极的通断，其中高侧MOS管的源极和漏记分别连接电源和电感用于形成电感充磁通路，另一个低侧MOS管的源极和漏极则分别连接电感和泵浦二极管用于形成电感续流回路。峰值检测模块还包括电流采样反馈误差放大器、电压采样反馈误差放大器，电流采样反馈误差放大器的端部分别连接电感和PWM脉宽调制控制器，电压采样反馈误差放大器的端部分别连接电感和PWM脉宽调制控制器。采用开关电流源的方式进行激光器恒流源的驱动设计，采用电流电压双采样反馈的方式工作在恒频反馈调节占空比的方式来输出恒定的激光器电流。
传感器模块包括峰值功率检测模块、单个脉冲焦耳能量模块以及光电探测器，光电探测器可以采用光电二极管，其中光电探测器用于检测激光脉冲，并将光信号转化成电流信号，峰值检测模块如图3所示，包括跨导放大器以及ADC采样模块，跨到放大器连接光电探测器和基准电压，将光感应电流转化为电压信号，ADC采样模块对电压信号进行采样。采用跨导放大器将激光器的光感应电流转换为电压，然后经过高速ADC的快速采样，其可将采样信号传送给外部设备，其采样电压越大，其功率越大，进而得出其峰值功率。峰值检测模块可以连接一个控制器，在一个激光脉冲周期中，控制器在检测到峰值电流信号之前控制驱动模块使驱动模块断开二极管，控制模块可以采用DSP等芯片，对驱动模块中的PWM脉宽调制控制器进行控制，进而对泵浦二级管进行通断控制。
单个脉冲焦耳能量模块如图4所示，其包括正向误差积分电路以及ADC采样模块，正向误差积分电路对单个脉冲的激光输出进行积分转化成一个恒定电压，ADC采样模块对恒定电压进行采样，并将采样信号传送给控制器。此电路还包含了一个积分复位信号和鉴零器来保证积分电路的的完全复位，保证采样的精确性。
还可以设置温度探头，置于光模块内部易产生高温处，如光纤熔接点、合束器、模式剥除器等。光功率探头置于光纤附近。传感模块将监控信息传回控制模块，可以对光纤激光器的温度和功率实时监控，出现异常时控制模块可以立即关闭光纤激光器。
本实用新型的脉冲光纤激光器，具有光束质量好、光电转化效率高、结构紧凑、免维护等优点。用于打标底纹细腻不变形、脉冲波形可调制，激光器各脉冲之间没有杂质光、可以完全关闭。光纤激光器具备实时监控功能，防止异常情况出现，提高安全生产。还增加软件控制功能，多样化接口控制，实现光纤激光器的智能化操控。