技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光反饋控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種激光器負反饋控制電路。

背景技術(shù)：

隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，光纖激光器（包括光纖激光器和調(diào)Q激光器）及半導體激光器在實際工業(yè)生產(chǎn)中的應用越來越廣泛，而對光纖激光器長期能量輸出穩(wěn)定性的要求也越來越高。由于光纖激光器泵浦半導體的光電轉(zhuǎn)換效率隨著時間推移的老化衰減，使得光纖激光器在使用過程中功率輸出不穩(wěn)定。

為了控制光纖激光器能夠穩(wěn)定輸出，傳統(tǒng)的光纖激光器均采用電流反饋技術(shù)，采用這種技術(shù)，在短時間內(nèi)的工作使用，可以滿足輸出能量可以穩(wěn)定保持在一個允許誤差范圍內(nèi)，但是長期工作，由于光學器件及泵浦源的老化，使光電轉(zhuǎn)換效率減小造成實際輸出能量超出誤差范圍。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

綜上所述，本發(fā)明針對傳統(tǒng)的光纖激光器均采用電流反饋技術(shù)，在長期工作后，由于光學器件及泵浦源的老化，使光電轉(zhuǎn)換效率減小造成實際輸出能量超出誤差范圍的技術(shù)問題，提供一種激光器負反饋控制電路。

一種激光器負反饋控制電路包括：控制模塊、激光模塊和反饋電路，所述控制模塊與所述激光模塊連接，所述激光模塊與所述反饋電路連接；

所述控制模塊的功率模擬信號輸出端以及激光使能信號輸出端分別與所述激光模塊的輸入端連接，所述反饋電路包括運算放大電路和信號補償電路，所述激光模塊的激光功率反饋輸出端與所述運算放大電路的輸入端連接，所述運算放大電路的輸出端與所述信號補償電路的輸入端連接，所述信號補償電路的輸出端與所述激光模塊的輸入端連接。

所述運算放大電路包括運算放大器IC2D、電阻R24、可變電阻VR2和電容C9，所述激光模塊的激光功率反饋輸出端與所述運算放大器IC2D的正相輸入端連接，所述運算放大器IC2D的反相輸入端接地，且所述運算放大器IC2D的反相輸入端依次通過所述電阻R24和所述可變電阻VR2與所述運算放大器IC2D的輸出端連接，所述電容與所述電阻R24以及所述可變電阻VR2并聯(lián)，所述運算放大器IC2D的輸出端與所述信號補償電路的輸入端連接。

所述運算放大電路還包括運算放大器IC2C和電阻R17，所述運算放大器IC2D的輸出端與所述運算放大器IC2C的反相輸入端連接，所述運算放大器IC2C的正相輸入端與所述控制模塊的功率模擬信號輸出端連接，所述運算放大器IC2C的反相輸入端通過所述電阻R17與所述運算放大器IC2C的輸出端連接，所述運算放大器IC2C的輸出端與所述信號補償電路的輸入端連接。

所述信號補償電路包括運算放大器IC1D、運算放大器IC2A、電阻R9、電阻R10、電容C7、電容C8和電阻R14，所述運算放大電路的輸出端與所述運算放大器IC1D的反相輸入端連接，所述運算放大器IC1D的反相輸入端通過所述電阻R9與所述運算放大器IC1D的輸出端連接，所述電容C7與所述電阻R9并聯(lián)，所述運算放大器IC1D的正相輸入端接地，所述運算放大器IC1D的輸出端通過所述電阻R14與所述運算放大器IC2A的反相輸入端連接，所述運算放大器IC2A的反相輸入端通過所述電阻R10與所述運算放大器IC2A的輸出端連接，所述電容C8與所述電阻R10并聯(lián)，所述運算放大器IC2A的正相輸入端接地，所述運算放大器IC2A的輸出端與所述激光模塊的輸入端連接。

所述信號補償電路還包括電阻R20與運算放大器IC2B，所述運算放大器IC2A的輸出端通過所述電阻R20與所述運算放大器IC2B的正相輸入端連接，所述運算放大器IC2B的反相輸入端與所述運算放大器IC2B的輸出端連接，所述運算放大器IC2B的輸出端與所述激光模塊的輸入端連接。

還包括反饋模式選擇電路，所述控制模塊的反饋信號選擇輸出端與所述反饋模式選擇電路連接，所述反饋模式選擇電路與所述激光模塊連接。

所述反饋模式選擇電路包括光耦PC1、光耦PC2、U2A、電阻R3、電阻R4、電阻R25、電容C1、電容C2、指示燈LED1和指示燈LED2，所述控制模塊的反饋信號選擇輸出端分別與所述光耦PC1的第一輸入端以及所述光耦PC2的第一輸入端連接，所述光耦PC1的第二輸入端以及所述光耦PC2的第二輸入端分別用于與電源連接，所述光耦PC1的第一輸出端接地，所述光耦PC1的第一輸出端通過所述電容C1接地，且所述光耦PC1的第一輸出端與所述U2A的第一輸入端以及第二輸入端連接，所述U2A的第一輸入端以及第二輸入端還通過所述電阻R3與電源連接，所述U2A的輸出端與指示燈LED1的負極連接，指示燈LED1的正極通過所述電阻R25與電源連接，所述光耦PC2的第一輸出端用于與反饋板使能端連接，所述光耦PC2的第二輸出端通過所述電容C2與所述反饋板使能端連接，所述光耦PC2的第二輸出端還通過所述電阻R4與所述指示燈LED2的負極連接，所述指示燈LED2的正極與電源連接。

還包括延時電路，所述控制模塊的激光使能信號輸出端通過所述延時電路與所述激光模塊的輸入端連接。

所述延時電路包括電阻R6、可變電阻VR1、電容C3、電容C4、二極管D1和U2C，所述電阻R6的一端與所述控制模塊的激光使能信號輸出端連接，所述電阻R6的另一端分別與所述U2C的第一輸入端、所述電容C3的第一端以及所述電容C4的第一端連接，所述電容C3的第二端以及所述電容C4的第二端接地，所述可變電阻VR1與所述電阻R6并聯(lián)，所述二極管D1的正極與所述控制模塊的激光使能信號輸出端連接，所述二極管D1的負極與所述U2C的第二輸入端連接，所述U2C的輸出端與所述激光模塊的輸入端連接。

本發(fā)明的有益效果在于：通過對激光模塊的功率進行負反饋，使得激光模塊的輸出功率得到補償和校正，使得激光模塊在長時間工作仍能夠穩(wěn)定地輸出，有效解決了激光器長期工作使用后光電轉(zhuǎn)換效率降低造成的實際輸出能量超出誤差范圍的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的電路模塊框圖；

圖2是本發(fā)明的反饋模式選擇電路的電路原理圖；

圖3是本發(fā)明的反饋模式選擇電路的電路原理圖；

圖4是本發(fā)明的反饋模式選擇電路的電路原理圖。

具體實施方式

下列實施例是對本發(fā)明的進一步解釋和補充，對本發(fā)明不構(gòu)成任何限制。

如圖1所示，本發(fā)明的激光器負反饋控制電路10，包括：控制模塊110、激光模塊120及反饋電路130，所述控制模塊110與所述激光模塊120連接，所述激光模塊120與所述反饋電路130連接。

所述控制模塊的功率模擬信號輸出端以及激光使能信號輸出端分別與所述激光模塊的輸入端連接，所述反饋電路包括運算放大電路和信號補償電路，所述激光模塊的激光功率反饋輸出端與所述運算放大電路的輸入端連接，所述運算放大電路的輸出端與所述信號補償電路的輸入端連接，所述信號補償電路的輸出端與所述激光模塊的輸入端連接。

具體地，激光模塊用于發(fā)射激光，該激光模塊的輸入端為信號輸入端，該信號輸入端用于接收信號，根據(jù)該信號發(fā)出相應功率的光，而所述激光模塊的激光功率反饋輸出端為信號輸出端，用于反饋其發(fā)光功率。

本實施例中，通過對激光模塊的功率進行負反饋，使得激光模塊的輸出功率得到補償和校正，使得激光模塊在長時間工作仍能夠穩(wěn)定地輸出，有效解決了激光器長期工作使用后光電轉(zhuǎn)換效率降低造成的實際輸出能量超出誤差范圍的問題。具體地，控制模塊控制激光模塊按預設(shè)功率輸出能量，反饋電路檢測激光器實際輸出能量，當實際輸出能量與預設(shè)功率一致時，反饋電路不做計算處理，當實際輸出能量與反饋電路不一致時，反饋電路對實際輸出能量進行處理，給予補償，使實際輸出能量達到預設(shè)功率，進而使得激光模塊在長時間工作仍能夠穩(wěn)定地輸出。

應該理解的是，激光器負反饋控制電路包括兩種反饋模式，包括電流負反饋模式以及能量負反饋模式，為了實現(xiàn)不同反饋模式的選擇或者切換，進一步地，激光器負反饋控制電路還包括反饋模式選擇電路，所述控制模塊的反饋信號選擇輸出端與所述反饋模式選擇電路連接，所述反饋模式選擇電路與所述激光模塊連接。

進一步地，如圖2所示，所述反饋模式選擇電路包括光耦PC1、光耦PC2、U2A、電阻R3、電阻R4、電阻R25、電容C1、電容C2、指示燈LED1和指示燈LED2，所述控制模塊的反饋信號選擇輸出端分別與所述光耦PC1的第一輸入端以及所述光耦PC2的第一輸入端連接，所述光耦PC1的第二輸入端以及所述光耦PC2的第二輸入端分別用于與電源連接，所述光耦PC1的第一輸出端接地，所述光耦PC1的第一輸出端通過所述電容C1接地，且所述光耦PC1的第一輸出端與所述U2A的第一輸入端以及第二輸入端連接，所述U2A的第一輸入端以及第二輸入端還通過所述電阻R3與電源連接，所述U2A的輸出端與指示燈LED1的負極連接，指示燈LED1的正極通過所述電阻R25與電源連接，所述光耦PC2的第一輸出端用于與反饋板使能端連接，所述光耦PC2的第二輸出端通過所述電容C2與所述反饋板使能端連接，所述光耦PC2的第二輸出端還通過所述電阻R4與所述指示燈LED2的負極連接，所述指示燈LED2的正極與電源連接。

具體地，當激光器工作在能量負反饋模式時，控制模塊的反饋信號選擇輸出端輸出激光反饋選擇信號MODE，激光反饋選擇信號MODE為高電平，此時光耦PC1和光耦PC2導通，U2A的第一輸入端以及第二輸入端（圖中U2A的2管腳和3管腳）為低電平，U2A的輸出端（1管腳）為高電平，U2A的輸出端連接指示燈LED1的負極，指示燈LED1的正極通過電阻R25與+5V電源連接，此時，指示燈LED1熄滅。光耦PC2導通，指示燈LED2的正極與電源VCC連接，指示燈LED2的負極通過電阻R4與光耦PC2的第二輸出端（第4管腳）相連，光耦PC2的第一輸出端和第二輸出端（3管腳和4管腳）之間并聯(lián)一個電容C2，光耦PC2的第一輸出端（3管腳）與激光模塊連接，具體地，反饋板使能端用于接收反饋板使能信號P-ENABLE，，光耦PC2的第一輸出端輸出反饋板使能信號P-ENABLE至控制模塊，控制模塊接收到反饋板使能信號P-ENABLE后，切換繼電器的線圈至正極，使得激光模塊處于能量負反饋模式，此時，光耦PC2的負邊形成回路，指示燈LED2亮。

反之，當進入電流負反饋模式時，激光反饋選擇信號MODE為低電平，指示燈LED1點亮，指示燈LED2熄滅。

具體地，當接入能量負反饋時，激光器模式選擇信號選擇電流負反饋模式時，指示燈LED1亮、LED2熄滅，此時激光器工作在電流負反饋模式下，能量負反饋不工作；激光器模式選擇信號選擇能量負反饋時，指示燈LED2亮、LED1熄滅，此時激光器工作在能量負反饋模式下，能量負反饋工作。

具體地，所述控制模塊的功率模擬信號輸出端以及激光使能信號輸出端分別用于輸出激光功率輸出模擬信號REF及激光輸出使能信號FLASH，所述激光模塊的激光功率反饋輸出端用于輸出激光功率反饋信號LD-LASER。所述控制模塊的功率模擬信號輸出端以及激光使能信號輸出端分別輸出激光功率輸出模擬信號REF至激光模塊，所述激光模塊的輸入端用于接收信號L-REF進行工作。

應該理解的是，由于每個激光模塊及電子半導體器件本身的差異性，激光實際功率反饋信號會有差異，為了使得每一個激光模塊的功率均能得到補償和校正，進一步地，如圖4所示，所述運算放大電路包括運算放大器IC2D、電阻R24、可變電阻VR2和電容C9，所述激光模塊的激光功率反饋輸出端與所述運算放大器IC2D的正相輸入端連接，所述運算放大器IC2D的反相輸入端接地，且所述運算放大器IC2D的反相輸入端依次通過所述電阻R24和所述可變電阻VR2與所述運算放大器IC2D的輸出端連接，所述電容與所述電阻R24以及所述可變電阻VR2并聯(lián)，所述運算放大器IC2D的輸出端與所述信號補償電路的輸入端連接。

進一步地，請再次參見圖4，所述運算放大電路還包括運算放大器IC2C和電阻R17，所述運算放大器IC2D的輸出端與所述運算放大器IC2C的反相輸入端連接，所述運算放大器IC2C的正相輸入端與所述控制模塊的功率模擬信號輸出端連接，所述運算放大器IC2C的反相輸入端通過所述電阻R17與所述運算放大器IC2C的輸出端連接，所述運算放大器IC2C的輸出端與所述信號補償電路的輸入端連接。

進一步地，請再次參見圖4，所述信號補償電路包括運算放大器IC1D、運算放大器IC2A、電阻R9、電阻R10、電容C7、電容C8和電阻R14，所述運算放大電路的輸出端與所述運算放大器IC1D的反相輸入端連接，所述運算放大器IC1D的反相輸入端通過所述電阻R9與所述運算放大器IC1D的輸出端連接，所述電容C7與所述電阻R9并聯(lián)，所述運算放大器IC1D的正相輸入端接地，所述運算放大器IC1D的輸出端通過所述電阻R14與所述運算放大器IC2A的反相輸入端連接，所述運算放大器IC2A的反相輸入端通過所述電阻R10與所述運算放大器IC2A的輸出端連接，所述電容C8與所述電阻R10并聯(lián)，所述運算放大器IC2A的正相輸入端接地，所述運算放大器IC2A的輸出端與所述激光模塊的輸入端連接。

進一步地，請再次參見圖4，所述信號補償電路還包括電阻R20與運算放大器IC2B，所述運算放大器IC2A的輸出端通過所述電阻R20與所述運算放大器IC2B的正相輸入端連接，所述運算放大器IC2B的反相輸入端與所述運算放大器IC2B的輸出端連接，所述運算放大器IC2B的輸出端與所述激光模塊的輸入端連接。

激光功率反饋輸出端輸出激光反饋功率信號LD-LASER至運算放大電路，由于可變電阻VR2可調(diào)，因此，調(diào)整可變電阻VR2的阻值，使得節(jié)點TP10的信號在接收到不同的功率時，均能夠保持一致，也就是說對于接收到的不同的激光反饋功率信號LD-LASER，運算放大器IC2D輸出至節(jié)點TP10的信號均一致。

隨后，激光功率輸出模擬信號REF與激光功率反饋信號LD-LASER經(jīng)過IC2C與R17組成的電路進行運算以后的輸出信號LD-LASER1，信號LD-LASER1通過運算放大器IC1D、運算放大器IC2A、電阻R9、電阻R10、電容C7、電容C8和電阻R14組成信號補償電路，進行加法積分預算，使在節(jié)點TP2位置得到的信號是經(jīng)過補償?shù)男盘?。隨手節(jié)點TP2的信號通過R20、運算放大器IC2B以及電阻R21輸出信號至激光模塊的的輸入端，該輸入端用于接收信號L-REF，信號L-REF輸入到激光模塊中，使激光模塊的實際輸出功率達到補償校正。

應該理解的是，由于激光模塊工作時，其輸出的信號存在延時，也即激光功率信號LD-LASER延時，為了使激光開始的實際輸出功率不偏移，進一步地，激光器負反饋控制電路還包括延時電路，所述控制模塊的激光使能信號輸出端通過所述延時電路與所述激光模塊的輸入端連接。

進一步地，如圖3所示，所述延時電路包括電阻R6、可變電阻VR1、電容C3、電容C4、二極管D1和U2C，所述電阻R6的一端與所述控制模塊的激光使能信號輸出端連接，所述電阻R6的另一端分別與所述U2C的第一輸入端、所述電容C3的第一端以及所述電容C4的第一端連接，所述電容C3的第二端以及所述電容C4的第二端接地，所述可變電阻VR1與所述電阻R6并聯(lián)，所述二極管D1的正極與所述控制模塊的激光使能信號輸出端連接，所述二極管D1的負極與所述U2C的第二輸入端連接，所述U2C的輸出端與所述激光模塊的輸入端連接。

進一步地，如圖3所示，所述U2C的輸出端與U3的第一輸入端（圖中11管腳）連接，U2D的第二輸入端（12管腳）與控制模塊的激光使能信號輸出端連接，U2D的輸出端（13管腳）分別與電子開關(guān)U1C的13管腳（圖中未示）以及12管腳（圖中未示）連接，電子開關(guān)U1C的8管腳與所述控制模塊的功率模擬信號輸出端連接，電子開關(guān)U1C的9管腳與運算放大器IC1A的正相輸入端連接，運算放大器IC1A的反相輸入端與運算放大器IC1A的輸出端連接，運算放大器IC1A的輸出端與激光模塊的輸入端連接。

具體地，控制模塊的激光使能信號輸出端輸出激光輸出使能信號FLASH，U2D的輸出端輸出一個極短正脈沖，當U2D的輸出端為高電平時，電子開關(guān)U1C的8管腳和9管腳導通，電子開關(guān)U1C的10管腳和11管腳導通，激光模塊接收到信號L-REF，此時激光按照預設(shè)功率出光。經(jīng)過一個簡短的延時以后，U2D的13管腳恢復低電平，電子開關(guān)U1C的8管腳和9管腳關(guān)斷，電子開關(guān)U1C的10管腳和11管腳關(guān)斷，且激光功率反饋信號LD-LASER也返回并反饋至反饋電路中。

盡管通過以上實施例對本發(fā)明進行了揭示，但是本發(fā)明的范圍并不局限于此，在不偏離本發(fā)明構(gòu)思的條件下，以上各構(gòu)件可用所屬技術(shù)領(lǐng)域人員了解的相似或等同元件來替換。