固定频率的小型化激光q开关射频电源驱动器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种激光器Q开关的驱动装置，具体地说是一种固定频率的小型 化激光Q开关射频电源驱动器。
【背景技术】
[0002] 激光已经从一个遥不可及的高科技产品慢慢步入人们的生活当中，其应用非常广 泛，涉及科技、医学、工业、通信等多种领域。激光器中的Q开关是关掉和释放激光的重要控 制装置，是通过改变激光共振腔的Q值，来提高激光器输出功率和压缩激光脉冲的宽度。
[0003]简单地说，激光Q开关就是一种产生脉冲激光的技术。与同样用来产生脉冲的锁 模方式相比，激光Q开关的重复率、脉冲能量和脉冲持续时间等性能指标会更好。激光Q开 关有两种实现方式，包括主动调Q和被动调Q。在主动调Q方式中，激光Q开关是外部控制 的可变衰减器，通常是由电气信号触发，典型应用就是激光激励器。
[0004]调Q激光器常应用于那些需要高激光强度和纳秒级激光脉冲的场合中，如金属切 肖IJ、脉冲全息术、三维光学数据存储和三维微细加工等，也可以应用于测量(如距离测量）和 化学动力学研究中。
[0005]激光Q开关驱动器是激光Q开关应用技术中的一个基础环节，为Q开关激光提供 动力支持。在现有激光驱动器中，尚无一种可满足定制固定频率和小型化的激光Q开关驱 动器。 【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的就是提供一种固定频率的小型化激光Q开关射频电源驱动器， 以解决现有激光Q开关驱动器不能实现定制固定频率和小型化的问题。
[0007]本实用新型是这样实现的：一种固定频率的小型化激光Q开关射频电源驱动器， 包括有：
[0008]电源转换电路，分别与频率发生器、第一放大单元和第二放电单元相接，用于为各 工作单元提供所需工作电压；
[0009]频率发生器，分别与所述电源转换电路和信号耦合电路相接，用于产生固定的工 作频率；
[0010]TTL信号处理电路，与信号稱合电路相接，用于输出TTL开关调制信号；
[0011] 信号耦合电路，分别与所述频率发生器、所述TTL信号处理电路和第一放大单元 相接，用于对经处理后的TTL开关调制信号与频率发生器产生的高频信号进行耦合处理； [0012] 第一放大单元，分别与所述电源转换电路、所述信号耦合电路和滤波电路相接，用 于对耦合好的TTL包络信号进行放大处理；
[0013]滤波电路，分别与所述第一放大单元和可调衰减器相接，用于对调制后的信号进 行优化处理；
[0014]可调衰减器，分别与所述滤波电路和第二放大单元相接，用于调节输出的过高功 率，防止对激光Q开关有可能造成的损坏；
[0015] 第二放大单元，分别与所述电源转换电路和所述可调衰减器相接，用于信号放大 并向激光Q开关输出射频信号。
[0016] 所述电源转换电路是由+24V直流驱动电路与稳压电路连接组成。
[0017] 本实用新型是在24V直流电源的作用下，经过一系列变压，驱动频率发生器产生 固定频率，同时TTL高速开关信号从外部输入，频率与开关信号共同作用，经过信号放大 后，驱动激光Q开关的通断。
[0018] 本实用新型是一种输出功率可调、固定频率的激光Q开关射频电源驱动器，其输 出端与负载--即激光Q开关相连接，最终可以驱动激光Q开关的通断。
[0019] 本实用新型的输出与负载--激光Q开关相连接，信号耦合电路对频率发生器生 成的高频小信号与外部TTL调制信号进行耦合；由第一放大单元和第二放大单元所组成的 功率放大模块的输出端的调制信号速度快，具体体现在上升时间与下降时间均在IOnS以 内，满足了高速TTL调制信号的需求。功率放大模块中间加入了一级滤波电路，取得的效果 是杂波抑制从2dBm上升到20dBm。此外功率放大部分加入了可调衰减器，用于调节输出的 过高功率，以防有可能损坏Q开关的情况。
[0020] 本实用新型简化了内部结构，其结构简单，体积小，功耗小，稳定性高，调试方便， 具有定制化的固定点频和小型化的外观，便于携带和移植。
[0021] 本实用新型的特点是在固定频率下输出功率驱动激光Q开关，专门适用于Q开关 的各项要求，可应用于驱动固定频率的激光负载，其输出功率可调，谐波抑制高，上升时间 可达到纳秒级，保证传统指标的情况下，部分指标进一步优化，具有可靠性高和功耗低的特 点，实现了定制化频率和功率可调的驱动，明显优于其他同类产品的上升时间。本实用新型 的实际应用不止局限于激光Q开关的驱动，还可灵活应用于多种领域的信号驱动。
[0022] 本实用新型是一种可根据需要定制固化的固定频率的激光Q开关驱动器，其外观 结构尺寸为109mmX45mmX17mm。与同类产品相比，属于小型化产品，可满足小型化应用场 合。由于可调电位器的存在，可根据需要方便地调节输出功率。功率放大模块输出端的调制 信号速度快，具体体现在上升时间与下降时间均在IOn秒以内，满足高速TTL调制信号的需 求，功率放大部分加入了一级滤波电路，取得的效果是杂波抑制从2dBm上升到20dBm。与普 通的驱动器相比，可以根据实际需求定制某一频率，大大节省了硬件成本和人工操作成本。
【附图说明】
[0023] 图1是本实用新型的电路结构框图。
【具体实施方式】
[0024] 如图1所示，本实用新型包括电源转换电路1、频率发生器2、TTL信号处理电路3、 信号耦合电路4、第一放大单元7、滤波电路5、可调衰减器6和第二放大单元8。电源转换 电路1是由+24V直流驱动电路与稳压电路组成，用于为驱动器的各个工作单元提供所需的 工作电压。频率发生器2为高频小信号发生器，与信号耦合电路4的第二输入端（IN2)相 连接，用于产生工作频率。TTL信号处理电路3与信号耦合电路4的第一输入端（INl)相 连接，对输入的TTL信号进行信号优化处理。信号耦合电路4的输出端与功率放大驱动模 块的输入端相连接，用于对经处理后的TTL信号和频率发生器2产生的信号进行耦合处理。 第一放大单元7和第二放大单元8构成功率放大驱动模块，对耦合好的TTL包络信号进行 放大处理，并向激光Q开关输出射频驱动信号。滤波电路5为LC滤波电路，用于优化调制 后的信号，并使谐波抑制显著减小。可调衰减器6用于调节输出的过高功率，以防有可能损 坏激光Q开关的情况。
[0025] 本实用新型的具体工作过程如下：
[0026] 由电源转换电路1输出的24V直流电驱动频率发生器2产生工作频率，与由TTL 信号处理电路3输出的TTL高速开关信号在信号耦合电路4中耦合后，经过功率放大驱动 模块的信号放大后，驱动负载--激光Q开关的通断。其中，频率发生器2根据定制产生固 定频率；信号耦合电路3分别接收频率发生器2的输出频率和TTL信号处理电路3输出的 TTL开关信号，经过耦合电路的处理，输出调制信号，此调制信号再经过两级放大后便可驱 动激光Q开关。
[0027] 功率放大部分输出的调制信号速度快，具体体现在上升时间与下降时间均在IOn 秒以内，满足高速TTL调制信号的需求。功率放大部分加入了一级滤波电路5,以满足谐波 抑制要求，以使反射功率大大降低。取得的效果是谐波抑制从2dBm上升到20dBm;还加入 了可调衰减器6,用于调节输出的过高功率以防有可能损坏Q开关的情况。
[0028] 将实用新型的输出端与负载激光Q开关连接好(用接头直接实现)，加电以后，频率 发生器2产生固定频率，信号耦合电路4的第一输入端口部分即可得到确定，此时第二输入 端口部分的输入信号为优化后的TTL开关信号，在两者的共同作用下，耦合模块输出初步 的调制信号，此信号即为激光Q开关所需的驱动信号，但这个从信号耦合电路4输出的信号 的功率还不足以驱动负载，需经过放大以后才为有效信号。经过两级放大单元和LC滤波 后，就可以得到完整的驱动信号。此驱动信号由可调衰减器6粗调输出功率的大小，以满足 驱动功率要求。
[0029] 本实用新型的总体性能指标如下表所示：
【主权项】
1. 一种固定频率的小型化激光Q开关射频电源驱动器，其特征是，包括有： 电源转换电路，分别与频率发生器、第一放大单元和第二放电单元相接，用于为各工作 单元提供所需工作电压； 频率发生器，分别与所述电源转换电路和信号耦合电路相接，用于产生固定的工作频 率； TTL信号处理电路，与信号耦合电路相接，用于输出TTL开关调制信号； 信号耦合电路，分别与所述频率发生器、所述TTL信号处理电路和第一放大单元相接， 用于对经处理后的TTL开关调制信号与频率发生器产生的高频信号进行耦合处理； 第一放大单元，分别与所述电源转换电路、所述信号耦合电路和滤波电路相接，用于对 耦合好的TTL包络信号进行放大处理； 滤波电路，分别与所述第一放大单元和可调衰减器相接，用于对调制后的信号进行优 化处理； 可调衰减器，分别与所述滤波电路和第二放大单元相接，用于调节输出的过高功率，防 止对激光Q开关有可能造成的损坏； 第二放大单元，分别与所述电源转换电路和所述可调衰减器相接，用于信号放大并向 激光Q开关输出射频信号。
2. 根据权利要求1所述的固定频率的小型化激光Q开关射频电源驱动器，其特征是，所 述电源转换电路是由+24V直流驱动电路与稳压电路连接组成。
【专利摘要】本实用新型涉及一种固定频率的小型化激光Q开关射频电源驱动器，其结构包括电源转换电路、频率发生器、TTL信号处理电路、信号耦合电路、第一放大单元、滤波电路、可调衰减器和第二放大单元，是一种输出功率可调、固定频率的激光Q开关射频电源驱动器，其输出端与负载——即激光Q开关相连接，最终可以驱动激光Q开关的通断。本实用新型是在固定频率下输出功率驱动激光Q开关，可应用于驱动固定频率的激光负载，其输出功率可调，谐波抑制高，上升时间可达到纳秒级，具有可靠性高和功耗低的特点，实现了定制化频率和功率可调的驱动。
【IPC分类】H03K17-94, H01S3-117
【公开号】CN204315909
【申请号】CN201520013556
【发明人】周进
【申请人】天津恒通通讯有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2015年1月9日