[发明专利]一种脉冲波形可调的光纤激光器及其调制方法

说明书

技术领域

本发明涉及脉冲光纤激光器，尤其涉及的是，一种脉冲波形可调的光纤激光器及其调制方法。

背景技术

光纤激光器包括用掺稀土元素玻璃光纤作为增益介质的激光器，是在光纤放大器的基础上开发出来的，其与传统激光器相比具有以下优势：成本低、小型化、泵浦不需要严格的相位匹配、波导结构、损耗低、转换效率高、阀值低、输出激光波长多、可调谐等。目前光纤激光器已经应用于各个领域，包括光纤通讯、激光空间远距通讯、工业造船、汽车制造、激光雕刻激光打标激光切割、印刷制辊、金属非金属钻孔/切割/焊接（铜焊、淬水、包层以及深度焊接等）、军事国防安全、医疗器械仪器设备、大型基础建设等。

双包层光纤使得高功率的光纤激光器和高功率的光放大器的制作成为现实。自从1988年Snitzer首次描述包层泵浦光纤激光器以来，包层泵浦技术已被广泛地应用到光纤激光器和光纤放大器等领域，成为制作高功率光纤激光器首选途径。光纤激光器的包层泵浦技术，由四个层次组成：光纤芯、内包层、外包层与保护层；其将泵光耦合到内包层，光在内包层和外包层之间来回反射,多次穿过单模纤芯被其吸收。这种结构的光纤无需要求泵光是单模激光，而且可对光纤的全长度泵浦，因此可选用大功率的多模激光二极管阵列作泵源，将约70%以上的泵浦能量间接地耦合到纤芯内，大大提高了泵浦效率。

脉宽可调MOPA（Master Oscillator Power Amplifier，主控震荡光纤放大器）型脉冲光纤激光器具有脉冲宽度可调、高峰值功率、重复率高、开关速度快等优点。MOPA型光纤激光器由主振荡器（MO）与功率放大器（PA）两部分组成，其中功率放大器可有多级。光纤激光器的MO为直接调制的LD（种子源），种子源的波形调制在以往的方案中一直使用方波调制，而方波调制会使激光器的性能降低，激光加工范围受限制。

并且，为了保护激光器，现有的方波的种子源激光器驱动模块会让激光器峰值功率过高而烧光纤，或者降低激光器的性能，即降低单脉冲能量。

但是，现有的光纤激光器往往由于方波调制方便而没有采取其他实现方式。因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新的脉冲波形可调的光纤激光器及其调制方法。

本发明的一个技术方案如下：一种脉冲波形可调的光纤激光器，其包括输入接口、微处理器以及数模转换芯片；所述输入接口输入方波信号到所述微处理器；所述微处理器进行处理后输出数据到所述数模转换芯片；所述数模转换芯片进行数模转换后输出调制信号。

优选的，所述光纤激光器还包括种子源激光器，其与所述数模转换芯片连接；所述数模转换芯片进行数模转换后输出调制信号到所述种子源激光器。

优选的，所述光纤激光器还包括金属氧化物半导体晶体管，其设置于所述数模转换芯片与所述种子源激光器之间；所述数模转换芯片进行数模转换后输出调制信号到所述金属氧化物半导体晶体管，由其进行线性电流放大，输出到所述种子源激光器。

优选的，所述光纤激光器还包括顺序连接的波形整形电路、恒流驱动电路与种子源激光器。

优选的，所述光纤激光器还包括直流保护电路；所述波形整形电路还连接所述直流保护电路的输入端，所述直流保护电路的输出端连接所述恒流驱动电路的输入端。

优选的，所述光纤激光器还包括过流保护电路；所述恒流驱动电路的输出端还连接所述过流保护电路的输入端；所述过流保护电路的输出端连接所述恒流驱动电路的输入端。

优选的，所述光纤激光器还包括漏脉冲保护电路；所述恒流驱动电路的输出端还连接所述漏脉冲保护电路的输入端；所述漏脉冲保护电路的输出端连接所述恒流驱动电路的输入端。

本发明的又一技术方案如下：一种脉冲波形可调的光纤激光器的调制方法，应用于任一上述光纤激光器，其包括以下步骤：S1、输入方波信号；S2、进行数据处理后输出数据；S3、进行数模转换后输出调制信号。

优选的，所述步骤S3之后还执行以下步骤S4：根据所述调制信号，驱动种子源激光器。

优选的，所述步骤S3与步骤S4之间，还执行以下步骤S31：对所述调制信号进行电流放大。