[发明专利]一种新型高重频短脉冲LD激光器及其工作过程

说明书

一种新型高重频短脉冲LD激光器及其工作过程，该激光器包括两路大小相等的正负高压电源、两路脉冲信号、两个受脉冲信号控制的高速模拟开关、两个钳位二极管、两个储能元件、两个去耦电容、两个充电限流电阻、一个放电限流电阻以及一个激光二极管；其工作过程为：设控制信号频率均为f，两路信号相位差为π；在控制信号作用下，两个储能元件交替放电，放电间隔T/2，使激光管发射频率为2f的激光脉冲本发明在脉冲功率不变的前提下，频率实现了加倍提高；采用多个开关、正负高压电源以及钳位二极管，避免了两个充放电电路间的互相影响；与传统方案相比，所需元件性能指标基本不变，易于实现。

技术领域

本发明属于激光发射技术领域，具体涉及一种新型高重频短脉冲LD激光器及其工作过程。

背景技术

半导体激光器(Semiconductor Laser),也称作激光二极管(Laser Diode)，简称LD，是利用半导体中的电子跃迁，引起光子受激发射，而产生的光振荡和光放大等器件的总称。

半导体激光器与其它类型的激光器相比，具有以下优点：转换的效率高；频率范围广；调制方便；驱动电源电压比较低。

半导体激光器在很多领域都得到广泛应用。半导体激光器广泛应用在激光通讯、激光制导跟踪、激光雷达、激光测距、激光武器模拟、激光瞄准与告警、激光探潜、激光制自武器等军事领域；在工业生产过程中,大功率半导体激光器可用于激光打孔、切割、焊接、钎焊、划片、打标、激光材料表面硬化处理、激光烧结、热压成型等方面；此外,半导体激光器在矿业、建筑业、基础学科研究、宇航等方面也有广泛的应用。半导体激光器的功率与电流和温度有关。如果要提高半导体激光器的性能，主要有两个途径:一是采用新的半导体技术，二是提高半导体激光电源的性能指标。

半导体激光电源是半导体激光器的重要组成部分,它随着激光器的发展而不断发展。固体激光器最初采用直流电源经过限流电阻给储能电容器充电,即RC充电方式。其缺点是只适用于低频率及电源充电效率不高的场合。随着新型激光装置的不断发展,对激光器提出了高效率、高重复频率、低成本和高可靠性的要求。LC恒流充电电路能够满足在低频大能量工作条件下的激光装置,其特点是以恒定电流给储能电容器充电,既提高了充电效率又提高了电源稳定性。为了满足高重复频率的激光装置,研制出了直流LC谐振充电电路。它有效地解决了激光电源在高频下工作的充电效率问题,缺点是体积和重量不能明显地减少。为了进一步减小体积和重量并提高充电效率，人们又把开关电源技术引入激光器电源中。随着电子技术的发展,电子开关的电路从快速晶体管，到自行关断的功率场效应晶体管和绝缘栅双极晶体管电路,激光电源的性能也不断提高，适应领域也不断扩大。

发明内容

针对传统激光脉冲电路频率和功率难以同时提升，脉宽不易进一步降低的问题，本发明的目的在于提供一种新型高重频短脉冲LD激光器及其工作过程，本发明在传统RC充电电路的基础上，采用两路电源在两路信号下分别供电，并采用了高速模拟开关，例如高速开关mos管等，在保证原有方案功率不变的前提下，既能实现频率加倍，又能降低脉宽和上升沿时间，从而提高了激光脉冲发射电路的性能。

为了达到上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现的：