高重頻脈沖激光器及其聲光q開關、以及該開關的驅動器的制造方法
【專利摘要】本發明提供了一種高重頻脈沖激光器及其聲光Q開關、以及該開關的驅動器，其中，聲光Q開關的聲光Q驅動器包括：隨機脈沖發生器，用于輸出隨機脈沖；聲光Q驅動電路，用于利用所述隨機脈沖將自身生成的射頻信號調制成隨機分布的射頻信號并輸出。本發明可實現隨機變頻的調Q激光輸出。
【專利說明】高重頻脈沖激光器及其聲光Q開關、以及該開關的驅動器
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及聲光調Q技術，尤其涉及高重頻脈沖激光器及其聲光Q開關、以及該開關的驅動器。
【背景技術】
[0002]聲光調Q是利用激光通過聲光介質(例如聲光晶體)中的超聲場時發生衍射效應，造成光束的偏折來控制諧振腔的損耗，從而實現Q值突變。它具有性能穩定、重復頻率高(I?20kHz)、調制電壓低(一般〈200V)等優點，適用于中小功率、高重頻脈沖激光器。
[0003]典型的聲光Q開關包括聲光Q驅動器、聲光晶體、電聲轉換器和吸聲材料(如鉛橡膠、玻璃棉等)。其中，聲光Q驅動器輸出射頻信號至電聲換能器，電聲換能器將電信號轉變成超聲波并將其饋入聲光晶體，由于聲波是疏密波，使得聲光晶體的折射率發生變化，對相對聲波方向以某一角度傳播的激光光波來說，等效于一個相位光柵。
[0004]然而，現有聲光Q開關的工作頻率都是固定的，因此，安裝有該聲光Q開關的高重頻脈沖激光器輸出的激光不能實現變頻，從而限制了高重頻脈沖激光器的應用范圍。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種高重頻脈沖激光器及其聲光Q開關、以及該開關的驅動器。
[0006]為達到上述目的，一方面，本發明提供了一種聲光Q驅動器，包括:
[0007]隨機脈沖發生器，用于輸出隨機脈沖；
[0008]聲光Q驅動電路，用于利用所述隨機脈沖將自身生成的射頻信號調制成隨機分布的射頻信號并輸出。
[0009]本發明的聲光Q驅動器，所述隨機脈沖發生器，包括:
[0010]時鐘源，用于輸出頻率固定的方波脈沖；
[0011]偽隨機碼發生器，用于輸出偽隨機碼序列；
[0012]分頻器，用于以所述偽隨機碼序列作為分頻因子對所述方波脈沖進行分頻，輸出隨機脈沖。
[0013]本發明的聲光Q驅動器，所述偽隨機碼發生器為M序列偽隨機碼發生器。
[0014]另一方面，本發明還提供了一種聲光Q開關，包括:
[0015]聲光晶體；
[0016]設置于所述聲光晶體上的聲光轉換器；以及，
[0017]聲光Q驅動器,用于輸出隨機分布的射頻信號并將其發送至所述聲光轉換器；其中，所述聲光Q驅動器包括:
[0018]隨機脈沖發生器，用于輸出隨機脈沖；
[0019]聲光Q驅動電路，用于利用所述隨機脈沖將自身生成的射頻信號調制成隨機分布的射頻信號并輸出。[0020]本發明的聲光Q開關，所述隨機脈沖發生器，包括:
[0021]時鐘源，用于輸出頻率固定的方波脈沖；
[0022]偽隨機碼發生器，用于輸出偽隨機碼序列；
[0023]分頻器，用于以所述偽隨機碼序列作為分頻因子對所述方波脈沖進行分頻，輸出隨機脈沖。
[0024]本發明的聲光Q開關，所述偽隨機碼發生器為M序列偽隨機碼發生器。
[0025]再一方面，本發明還提供了一種高重頻脈沖激光器，所述諧振腔內設置有聲光Q開關，用于控制激光器產生隨機變頻的激光束；其中，所述聲光Q開關包括:
[0026]聲光晶體；
[0027]設置于所述聲光晶體上的聲光轉換器；以及，
[0028]聲光Q驅動器,用于輸出隨機分布的射頻信號并將其發送至所述聲光轉換器；其中，所述聲光Q驅動器包括:
[0029]隨機脈沖發生器，用于輸出隨機脈沖；
[0030]聲光Q驅動電路，用于利用所述隨機脈沖將自身生成的射頻信號調制成隨機分布的射頻信號并輸出。
[0031]本發明的高重頻脈沖激光器，所述隨機脈沖發生器，包括:
[0032]時鐘源，用于輸出頻率固定的方波脈沖；
[0033]偽隨機碼發生器，用于輸出偽隨機碼序列；
[0034]分頻器，用于以所述偽隨機碼序列作為分頻因子對所述方波脈沖進行分頻，輸出隨機脈沖。
[0035]本發明的高重頻脈沖激光器，所述偽隨機碼發生器為M序列偽隨機碼發生器。
[0036]本發明的高重頻脈沖激光器，該高重頻脈沖激光器輸出的激光束的頻率范圍為I ?1.5MHzO
[0037]本發明對現有聲光Q開關中的聲光Q驅動器進行了改進，即在現有聲光Q驅動電路的基礎上增加了可輸出隨機脈沖的隨機脈沖發生器，而聲光Q驅動電路則利用該隨機脈沖將自身生成的射頻信號調制成隨機分布的射頻信號并輸出，這種隨機分布的射頻信號作用于聲光Q開關的聲光換能器將電能轉換成超聲波，從而使隨機分布的射頻信號產生了不同間隔(隨機)的超聲波輸出；超聲波在聲光Q開關的聲光晶體內傳輸，由于光彈效應，該聲光晶體等效于相位光柵。當隨機分布的射頻信號為I時，相位光柵將光衍射偏離，無法形成諧振，即激光通道被關斷，當隨機分布的射頻信號為O時，聲光晶體相當于高透射率的晶體，激光通道被打開，由于射頻信號是隨機變頻的，從而就可以實現隨機變頻的調Q激光輸出。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0038]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發明的限定。在附圖中:
[0039]圖1為本發明實施例的高重頻脈沖激光器的結構原理示意圖；
[0040]圖2為本發明實施例的高重頻脈沖激光器中聲光Q驅動器的結構示意圖；
[0041]圖3為本發明實施例的高重頻脈沖激光器的輸出信號示意圖。【具體實施方式】
[0042]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明做進一步詳細說明。在此，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，但并不作為對本發明的限定。
[0043]下面結合附圖，對本發明的【具體實施方式】作進一步的詳細說明。
[0044]參閱圖1所示，本發明實施例的高重頻脈沖激光器包括全反鏡、激光晶體(例如YVQ4等)、聲光Q開關和輸出鏡。全反鏡、激光晶體和輸出鏡組成的諧振腔。聲光Q開關設置于諧振腔內。本發明實施例中，聲光Q開關用于控制激光器產生隨機變頻的激光束。其包括聲光Q驅動器1、電聲轉換器2、聲光晶體3和吸聲材料4。
[0045]本發明實施例中的聲光Q開關是對現有聲光Q開關的改進，具體來說，是對光Q開關中聲光Q驅動器的改進。結合圖2所示，本發明實施例中的聲光Q驅動器包括隨機脈沖發生器和聲光Q驅動電路。隨機脈沖發生器用于輸出隨機脈沖。聲光Q驅動電路用于利用所述隨機脈沖將自身生成的射頻信號調制成隨機分布的射頻信號并輸出。其中，隨機脈沖發生器包括時鐘源、偽隨機碼發生器(例如M序列偽隨機碼發生器)和分頻器。時鐘源用于輸出頻率固定的方波脈沖。偽隨機碼發生器用于輸出偽隨機碼序列。分頻器用于以所述偽隨機碼序列作為分頻因子對所述方波脈沖進行分頻，輸出隨機脈沖。
[0046]本發明實施例的偽隨機碼發生器可實現36位偽隨機碼，其重復次數為236_1。以IMHz時鐘源而論,重復周期可達19小時，以1.5MHz時鐘源而論,重復周期為12小時,實際復周期一般在兩者之間。假設本發明實施例的高重頻激光器的激光輸出平均功率為5W，脈沖寬度20?30ns之間,米用本發明實施例的聲光Q開關后，輸出激光信號的頻率可在I?
1.5MHz之間隨機變頻，且相鄰脈沖的間隔ATi互不相關，如圖3所示。
[0047]本發明實施例對現有聲光Q開關中的聲光Q驅動器進行了改進，即在現有聲光Q驅動電路的基礎上增加了可輸出隨機脈沖的隨機脈沖發生器，而聲光Q驅動電路則利用該隨機脈沖將自身生成的射頻信號調制成隨機分布的射頻信號并輸出。這種隨機分布的射頻信號作用于聲光Q開關的聲光換能器將電能轉換成超聲波，從而使隨機分布的射頻信號產生了不同間隔(隨機)的超聲波輸出；超聲波在聲光Q開關的聲光晶體內傳輸，由于光彈效應，該聲光晶體相當于相位光柵。當隨機分布的射頻信號為I時，相位光柵將光衍射偏離，無法形成諧振，即激光通道被關斷，當隨機分布的射頻信號為O時，聲光晶體相當于高透射率的晶體，激光通道打開，由于射頻信號是隨機變頻的，從而就可以實現隨機變頻的調Q激光輸出。
[0048]以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種聲光Q驅動器，其特征在于，包括: 隨機脈沖發生器，用于輸出隨機脈沖； 聲光Q驅動電路，用于利用所述隨機脈沖將自身生成的射頻信號調制成隨機分布的射頻信號并輸出。
2.根據權利要求1所述的聲光Q驅動器，其特征在于，所述隨機脈沖發生器，包括: 時鐘源，用于輸出頻率固定的方波脈沖； 偽隨機碼發生器，用于輸出偽隨機碼序列； 分頻器，用于以所述偽隨機碼序列作為分頻因子對所述方波脈沖進行分頻，輸出隨機脈沖。
3.根據權利要求2所述的聲光Q驅動器，其特征在于，所述偽隨機碼發生器為M序列偽隨機碼發生器。
4.一種聲光Q開關,其特征在于,包括: 聲光晶體； 設置于所述聲光晶體上的聲光轉換器；以及， 聲光Q驅動器，用于輸出隨機分布的射頻信號并將其發送至所述聲光轉換器；其中，所述聲光Q驅動器包括: 隨機脈沖發生器，用于輸出隨機脈沖； 聲光Q驅動電路，用于利用所述隨機脈沖將自身生成的射頻信號調制成隨機分布的射頻信號并輸出。
5.根據權利要求4所述的聲光Q開關，其特征在于，所述隨機脈沖發生器，包括: 時鐘源，用于輸出頻率固定的方波脈沖； 偽隨機碼發生器，用于輸出偽隨機碼序列； 分頻器，用于以所述偽隨機碼序列作為分頻因子對所述方波脈沖進行分頻，輸出隨機脈沖。
6.根據權利要求5所述的聲光Q開關，其特征在于，所述偽隨機碼發生器為M序列偽隨機碼發生器。
7.一種高重頻脈沖激光器，包括全反鏡、激光晶體和輸出鏡組成的諧振腔，其特征在于，所述諧振腔內設置有聲光Q開關，用于控制激光器產生隨機變頻的激光束；其中，所述聲光Q開關包括: 聲光晶體； 設置于所述聲光晶體上的聲光轉換器；以及， 聲光Q驅動器，用于輸出隨機分布的射頻信號并將其發送至所述聲光轉換器；其中，所述聲光Q驅動器包括: 隨機脈沖發生器，用于輸出隨機脈沖； 聲光Q驅動電路，用于利用所述隨機脈沖將自身生成的射頻信號調制成隨機分布的射頻信號并輸出。
8.根據權利要求7所述的高重頻脈沖激光器，其特征在于，所述隨機脈沖發生器，包括: 時鐘源，用于輸出頻率固定的方波脈沖；偽隨機碼發生器，用于輸出偽隨機碼序列； 分頻器，用于以所述偽隨機碼序列作為分頻因子對所述方波脈沖進行分頻，輸出隨機脈沖。
9.根據權利要求8所述的高重頻脈沖激光器，其特征在于，所述偽隨機碼發生器為M序列偽隨機碼發生器。
10.根據權利要求7所述的高重頻脈沖激光器，其特征在于，該高重頻脈沖激光器輸出的激光束的頻率范圍為I~1.5MHZ。
【文檔編號】H03K17/94GK103840362SQ201410083047
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月7日 優先權日:2014年3月7日
【發明者】王燕辛, 胡文華, 王靜波, 李忠建, 馬家駒, 張亦卓 申請人:中國航空工業集團公司北京航空制造工程研究所