[实用新型]一种跳频和功率可调的激光Q开关射频电源

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种激光器Q开关的驱动装置，具体地说是一种跳频和功率可调的激光Q开关射频电源。

背景技术

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。

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。

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，如金属切削、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。

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，尚无一种可满足跳频功能和高精度的激光Q开关驱动器。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种跳频和功率可调的激光Q开关射频电源，以解决现有Q开关驱动器不能实现高精度和跳频功能的问题。

本实用新型是这样实现的：一种跳频和功率可调的激光Q开关射频电源，包括有：

电源转换电路，分别与频率发生器、MCU控制电路、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，用于产生工作频率；

MCU控制电路，与所述电源转换电路、所述频率发生器和串口通信模块相接，用于控制频率发生器的输出频率；

串口通信模块，与所述MCU控制电路相接，用于人工交互，以设定输出频率；

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第二放大单元相接，用于对调制后的信号进行优化处理；

第二放大单元，分别与所述电源转换电路和所述滤波电路相接，用于信号放大并向激光Q开关输出射频信号。

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。

本实用新型是在24V直流电的作用下，经过系列变压，驱动频率发生器产生频率，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于信号耦合电路，输出信号经过功率放大，即可驱动激光Q开关的通断。

本实用新型通过人机交互的串口通信模块和MCU控制电路，即可设置跳频。

本实用新型是一种输出功率可调并可实现跳频的激光Q开关射频电源，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。

本实用新型中的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驱动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10nS以内，满足了高速TTL调制信号的需求。在功率放大驱动模块的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。MCU控制电路的控制精度为12位，属于高精度控制范围，可根据需要精细地调节频率及输出功率，可根据需要通过串口通信模块对输出频率做出人工设定。功率放大驱动模块的输出端与负载——激光Q开关相连接。

  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，调节范围大，可调精度高，易于控制，具有掉电保存功能，具有定制化的固定点频和小型化的外观，便于携带和移植。本实用新型与普通的激光Q开关驱动器相比，可以根据实际需求用一套硬件系统灵活产出多种频率，大大节省了硬件成本和人工操作成本。