[发明专利]一种新型高重频短脉冲LD激光器及其工作过程

权利要求书

1.一种新型高重频短脉冲LD激光器，其特征在于：包括正高压电源(1)和负高压电源(2)，正高压电源(1)正极为正电压，负高压电源(2)正极为负电压，两者电压大小相等；正高压电源(1)负极接地，正极分别与第一去耦电容(3)正极板和第一限流电阻(7)一端相连；第一去耦电容(3)负极板接地，第一限流电阻(7)另一端分别与第一储能元件(5)一端和第一模拟开关(11)一端相连；第一模拟开关(11)另一端接地，开关状态受第一脉冲信号(12)的控制；第一储能元件(5)另一端分别与第一钳位二极管(8)的正极和激光二极管(16)的负极相连；负高压电源(2)负极接地，正极分别与第二去耦电容(4)正极板和第二限流电阻(9)一端相连；第二去耦电容(4)负极板接地，第二限流电阻(9)另一端分别与第二储能元件(6)一端和第二模拟开关(13)一端相连；第二模拟开关(13)另一端接地，开关状态受第二脉冲信号(14)的控制；第二储能元件(6)另一端分别与第二钳位二极管(10)的负极和第三限流电阻(15)的一端相连，第三限流电阻(15)的另一端与激光二极管(16)的正极相连；

第一储能元件(5)的充电回路依次经过正高压电源(1)、第一限流电阻(7)、第一储能元件(5)和第一钳位二极管(8)；第二储能元件(6)的充电回路依次经过负高压电源(2)、第二钳位二极管(10)、第二储能元件(6)和第二限流电阻(9)；第一储能元件(5)的放电回路依次经过第一储能元件(5)、第一模拟开关(11)、第二钳位二极管(10)、第三限流电阻(15)、激光二极管(16)；第二储能元件(6)的放电回路依次经过第二储能元件(6)、第三限流电阻(15)、激光二极管(16)、第一钳位二极管(8)、第二模拟开关(13)。

2.根据权利要求1所述的一种新型高重频短脉冲LD激光器，其特征在于：所述第三限流电阻(15)的电阻值远小于第一限流电阻(7)和第二限流电阻(9)的电阻值。

3.权利要求1所述一种新型高重频短脉冲LD激光器的工作过程，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：初始化系统，打开正高压电源(1)和负高压电源(2)，此时第一脉冲信号(12)和第二脉冲信号(14)尚未输入，第一模拟开关(11)和第二模拟开关(13)均处于断开状态，第一储能元件(5)和第二储能元件(6)完成充电过程；

步骤2：加载第一脉冲信号(12)和第二脉冲信号(14)，第一脉冲信号(12)比第二脉冲信号(14)相位超前π，并保持稳定；

步骤3：在第一脉冲信号(12)的作用下，第一模拟开关(11)闭合，所在支路接通，依次经过第一储能元件(5)、第一模拟开关(11)、第二钳位二极管(10)、第三限流电阻(15)和激光二极管(16)回路，第一储能元件(5)快速放电，使得激光二极管发射一个窄脉宽大功率的激光脉冲；第一储能元件(5)放电过程中，因为第二脉冲信号(14)为低电平，第二模拟开关(13)断开，第二储能元件(6)的放电回路是断开的，故第二储能元件(6)不参与放电；

步骤4：第二脉冲信号(14)比第一脉冲信号(12)滞后T/2到达，此时，第二模拟开关(13)闭合，所在支路接通，因为第二储能元件(6)连接的是负高压，故依次经过第二储能元件(6)、第三限流电阻(15)、激光二极管(16)、第一钳位二极管(8)和第二模拟开关(13)回路，第二储能元件(6)快速放电，使得激光二极管发射一个窄脉宽大功率的激光脉冲；在此过程中，因为第一脉冲信号(12)为低电平，第一模拟开关(11)断开，第一储能元件(5)的放电回路是断开的，故第一储能元件(5)不参与放电；激光管两侧电路的工作状态互不影响；

步骤5：在相邻的两个第一脉冲信号(12)之间的时间间隔T内，第一储能元件(5)完成充电；重复步骤3和步骤4的放电过程，第一储能元件(5)和第二储能元件(6)交替循环，独立放电；对激光管而言，每隔T/2就释放出激光脉冲，实现了脉冲频率的加倍。