[发明专利]超快激光器的快速保护控制电路及其控制方法

说明书

本发明涉及超快激光器的快速保护控制电路及控制方法，上位机通过通信接口发送开启激光器指令给MCU，接收到指令后输出报警清零信号给FPGA的报警监控模块，发送种子源使能信号给使能模块，将种子源使能信号输至种子源泵浦驱动器，通过光路系统的端口驱动种子泵浦源发出激光，在光路系统作用下产生锁模激光脉冲；锁模激光脉冲通过光学系统的分光器分出一部分激光从端口输出，其余部分由放大级泵浦进行预放大和再放大；光路系统输出的脉冲激光器输至光电探测器，将脉冲光信号转换为脉冲电信号输出；电脉冲输入给光功率计模块进行功率读取，输出模拟量至MCU，模数转换器采集，利用标定系数计算种子光功率大小，监控种子的光功率是否异常。

技术领域

本发明涉及一种超快激光器的快速保护控制电路及其控制方法。

背景技术

目前，激光加工领域中，超快激光器如皮秒激光器以及飞秒激光器的应用越来越广泛。但激光器本身如果出现致命性的异常，则会导致激光器内部光学部件如晶体的损坏，比如超快激光器种子光脉冲出现异常时会导致后级放大出现巨脉冲并将放大级晶体击穿，激光器表现出功率消失，这样不仅延长了激光器维修时间，而且直接影响加工品质以及生产产能。

因此，需要研发激光器异常时实现快速保护的控制方法。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种超快激光器的快速保护控制电路及其控制方法，种子功率过低以及种子锁模异常时立即保护，避免激光器的直接损坏。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

超快激光器的快速保护控制电路，特点是：通信接口与MCU的通信端相连；MCU的复位输出口连接FPGA的全局复位输入端；MCU的分频数据输出端口与FPGA输入引脚相连进而连接其分频器的输入端；MCU的使能数据输出端口与FPGA输入引脚相连进而连接其使能模块的输入端；MCU的报警清零输出信号端口与FPGA输入引脚相连进而连接其报警监控模块的输入端；MCU的数据输出端口与数模转换器输入引脚相连，MCU的模数转换通道输入口与光功率计模块输出端相连；晶振与FPGA的时钟输入口相连；数模转换器的输出与比较器的输入端相连；光电探测器输出与光功率计模块输入端口相连；光电探测器输出与比较器的输入端相连，并连接至FPGA的输入端进而连接其锁相环倍频模块的输入端；锁相环倍频模块的倍频时钟输出端与分频器的输入端口相连；锁相环倍频模块的锁存输出端口与报警监控模块的输入端相连；比较器的输出端口连接至FPGA的输入脚进而与其报警监控模块的输入端口相连；分频器的输出端连接至AOM驱动器的输入端；使能模块的输出端1﹟与种子源泵浦驱动器的输入端相连；使能模块的输出端2﹟与放大级泵浦驱动器一的输出端相连；使能模块的输出端3﹟与放大级泵浦驱动器二的输出端相连；使能模块的输出端4﹟与放大级泵浦驱动器三的输出端相连；报警监控模块的输出端与使能模块的输入端相连；报警监控模块的输出端与MCU的输入端口相连，并与报警信号接口相连；AOM驱动器的输出端与光路系统输入端1﹟相连；种子源泵浦驱动器的输出端与光路系统输入端2﹟相连；放大级泵浦驱动器一的输出端与光路系统输入端3﹟相连；放大级泵浦驱动器二的输出端与光路系统输入端4﹟相连；放大级泵浦驱动器三的输出端与光路系统输入端5﹟相连；光路系统的一输出端与光电探测器输入端相连；光路系统的一输出端用于输出激光。

进一步地，上述的超快激光器的快速保护控制电路，其中，所述FPGA是型号XC6SLX4-2TQG144C的现场可编程门阵列FPGA。

进一步地，上述的超快激光器的快速保护控制电路，其中，所述晶振为20M晶振。

进一步地，上述的超快激光器的快速保护控制电路，其中，所述MCU是型号STM32F103的MCU。

进一步地，上述的超快激光器的快速保护控制电路，其中，所述数模转换器是型号MCP4822T的数模转换器。

进一步地，上述的超快激光器的快速保护控制电路，其中，所述比较器是型号TLV1805的比较器。