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产品详细

产品名称: 基于FPGA的脉冲光纤激光器功率控制系统设计

发布日期: 2020-07-11 14:23

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简述:  对运用于激光打标中的担任编制举办了咨询,按照其构成道理与任务道理,安排了以及声光调制器(AOM)驱动担任等成效。测验结果评释,该编制具有机闭精简、集成度高、治理速率疾,

产品详情

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  对运用于激光打标中的担任编制举办了咨询,按照其构成道理与任务道理,安排了以及声光调制器(AOM)驱动担任等成效。测验结果评释,该编制具有机闭精简、集成度高、治理速率疾,实行了对激光打标机的及时凿凿的担任。

  脉冲光纤激光器因具有优异的光束质料、较高的功率和功率密度、易冷却、高宁静性和牢靠性等众方面甜头,使其正在激光打标、印刷、微刻板加工、选拔性切割、焊接、医疗、光讯息治理等范围具有雄伟的运用前景。激光打标是操纵激光正在需求举办符号的工件外面刻蚀出具有必然深度或颜色的文字或图案等,从而正在工件的外面留下久远性符号。举动一种今世紧密加工手段,与侵蚀、电火花加工、刻板琢磨、印刷等守旧的加工手段比拟,激光打标具有较大的上风,现已遍及运用于集成电道芯片、金属咭片、电子及通信产物、食物包装等繁众范围的图形和文字符号。

  该安排以单片的FPGA芯片为焦点,操纵其卓越的逻辑事物治理才略,取代单片机担任器已毕一面成效,减轻单片机的承当;操纵其敏捷的并行治理成效,可能同时治理众个担任指令,抬高全面担任编制的反映速率。同时将少少外围数字电道集成正在一块,可能使少少分别的元器件整合,以抬高编制的牢靠性。

  光纤激光器按照是否正在其谐振腔中插手调Q开闭以及锁模器件,将其分为脉冲光纤激光器和一口气光纤激光器。因为正在脉冲光纤激光器的谐振腔内插手了开闭调制器件,以是其输出的激光以高能量脉冲的体例输出,而一口气光纤激光器则以一口气的体例输出。

  图1为声光调Q脉冲光纤激光器机闭图。该机闭与其他激光器的机闭根基肖似,由能形成光子的增益介质,使光子取得反应,并正在增益介质中举办谐振放大的谐振腔和鞭策光跃迁的泵浦源即半导体激光器(LD)。个中谐振腔是由高反光栅(HR)和低反光栅(LR)组成的正反应机制构成。为实行脉冲式的激光输出,正在谐振腔内插手了声光调制器(AOM)器件举动调Q开闭,通过周期性变动谐振腔损耗,实行调Q激光脉冲输出。声光调制器由对激光波长透后的声光介质及换能器构成。常用的声光介质有熔融的石英、重火石玻璃等。换能器是将高频电信号转换为超声波。声光调Q器件置于激光器谐振腔中,当超声波正在声光介质中散布时,介质会形成与超声波信号相应的、随时辰和空间周期蜕变的弹性形变,从而导致介质折射率周期性蜕变,造成“相位光栅”。激光正在超声场用意下产生衍射,因为一级衍射光偏离谐振腔而导致损耗加添,使激光振荡难以造成,高能级豪爽积聚反转粒子。某暂时刻倏忽撤去超声场,衍射效应消逝,谐振腔损耗低重,激光脉冲造成。纵然操纵调Q技艺或许得回相对高的能量脉冲输出,但正在实质工业打标中其输出的能量如故不敷的。为进一步抬高脉冲光纤激光器输出的功率,正在其输出端加添了光纤功率放大级,即采用主振荡功率放大机闭即MOPA机闭,如图1所示。其超过特征是:主振荡级要紧是形成光束质料较好的种子光,并通过光纤耦合器传输到功率放大级;功率放大级要紧对主振荡级输出的种子光操纵双包层光纤放大技艺对其举办功率放大;实行了正在包管输出优异光束质料的同时又形成了高能量、高功率的脉冲输出。

  担任编制安排思绪:为实行脉冲光纤激光器或许及时、高效地担任,并使该编制具有必然的通用性和扩展性成效。为此,采用以单片FPGA芯片为焦点实行全面编制硬件安排,编制的道理框图如图2所示。

  担任道理或流程:开始通过上位机打标软件,树立脉冲光纤激光器的根基参数,比如输出均匀功率、声光调制器(AOM)的反复频率及打标体例等。源委数据治理后,通过并口授输给该担任编制。当FPGA检测到上位机发出的担任指令时,开始初始化其内部的成效模块,然后由各成效模块形成担任信号来有序地担任脉冲光纤激光器平常任务。

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