專利名稱：一種可變調(diào)制度激光射頻調(diào)制發(fā)生器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光射頻調(diào)制發(fā)生器，特別是關(guān)于一種可變調(diào)制度激光射頻 調(diào)制發(fā)生器。
技術(shù)背景近年來，基于光子密度波的成像技術(shù)迅速崛起，通過模擬信號調(diào)制的激光源 可以獲得光子密度波，光子密度波成像理論為促進(jìn)光的模擬信號調(diào)制技術(shù)提供了 有力的應(yīng)用需求。但是，光子密度波成像理論要求整個系統(tǒng)是一個大動態(tài)范圍調(diào) 制系統(tǒng)，原有的光模擬調(diào)制技術(shù)對于大動態(tài)范圍系統(tǒng)顯的無能為力，而且目前市 場上沒有一種激光調(diào)制設(shè)備能夠滿足這樣的需求。為了克服以上問題，這里提出 了一種可變調(diào)制激光射頻發(fā)生器。 發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種解決大動態(tài)范圍系統(tǒng)內(nèi)的可變調(diào)制 度激光射頻調(diào)制發(fā)生器。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案 一種可變調(diào)制度激光射頻調(diào)制 發(fā)生器，它包括射頻源和激光發(fā)生器，其特征在于它還包括射頻放大器、可控 射頻衰減器、計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)、射頻控制機(jī)構(gòu)、激光功率控制機(jī)構(gòu)和數(shù)據(jù)采集系 統(tǒng)；所述射頻放大器對所述射頻源產(chǎn)生的射頻信號進(jìn)行放大，將輸出結(jié)果送入所 述可控射頻衰減器；由所述計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)通過所述射頻控制機(jī)構(gòu)控制射頻信號 的衰減量，并結(jié)果輸入所述激光發(fā)生器；所述激光發(fā)生器由所述計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng) 通過所述激光功率控制機(jī)構(gòu)，產(chǎn)生單頻激光源；所述計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)分別同射頻 控制機(jī)構(gòu)和激光功率控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行信息交互；所述激光發(fā)生器通過數(shù)據(jù)信號采集 系統(tǒng)將直流功率信號反饋入所述計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)。所述可控射頻衰減器發(fā)出的衰減后射頻信號通過耦合電路被耦合到所述激光 發(fā)生器所在的電流回路中。本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明由于包含射頻源、 射頻放大器、可控頻率衰減器、射頻控制機(jī)構(gòu)、計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)，因此可以通過 多級射頻自動切換機(jī)制，實現(xiàn)了激光器調(diào)制射頻峰峰值的自適應(yīng)動態(tài)調(diào)節(jié)；2、本 發(fā)明由于包含前端耦合器、激光發(fā)生器、計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)、激光協(xié)調(diào)控制機(jī)構(gòu)、 數(shù)據(jù)采集器，因此可以通過激光功率多級跟隨機(jī)制，控制激光發(fā)生器的光輸出功 率，使得直流功率與可變的射頻功率相匹配；本發(fā)明通過以上兩種機(jī)制獲得了大動態(tài)范圍調(diào)制信號，實現(xiàn)了本發(fā)明目的。


圖1是本發(fā)明系統(tǒng)工作機(jī)制示意2是本發(fā)明可控衰減器原理框圖 圖3是本發(fā)明IC—WK激光驅(qū)動芯片原理框圖 圖4是本發(fā)明核心芯片DS1669電控電阻原理框圖 圖5是本發(fā)明協(xié)調(diào)算法流程圖具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描述。如圖1所示，本發(fā)明包括射頻源l、射頻放大器2、可控射頻衰減器3、激光 發(fā)生器4、計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)5、射頻控制機(jī)構(gòu)6、激光功率控制機(jī)構(gòu)7、激光器射 頻前端耦合系統(tǒng)8和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9。射頻源1可選用已有的射頻模塊 VS-0-100/+17，產(chǎn)生的射頻信號，射頻放大器2選用模塊ZHL-1010，其對射頻源1 產(chǎn)生的射頻信號進(jìn)行放大，將輸出結(jié)果送入可控射頻衰減器3?？煽厣漕l衰減器3 由計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)5通過一個常規(guī)的射頻控制機(jī)構(gòu)6控制射頻的衰減量，結(jié)果輸 入激光發(fā)生器4，激光發(fā)生器4產(chǎn)生單頻激光源，激光發(fā)生器中的前端耦合電路8 將該射頻信號調(diào)制到激光發(fā)生器4所在的電流回路中，此時激光發(fā)生器4的前向 驅(qū)動電流隨射頻信號進(jìn)行高頻振蕩，該電流由激光發(fā)生器驅(qū)動芯片IC—WKN提供， 該電流驅(qū)動激光器管點(diǎn)亮。驅(qū)動電流為直流電流，直流電流太大則會導(dǎo)致激光發(fā) 生器4工作在高驅(qū)動電流下，損害激光器的壽命；直流電流太小，則會導(dǎo)致所調(diào) 制的射頻信號失真，因此，需要計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)5根據(jù)射頻衰減的情況協(xié)調(diào)激光 驅(qū)動電流的大小。射頻控制機(jī)構(gòu)6執(zhí)行由計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)5送來的執(zhí)行指令；激 光功率控制機(jī)構(gòu)7核心芯片為DS1669電控電阻，控制激光發(fā)生器的驅(qū)動電流，從 而控制激光發(fā)生器4的光輸出功率。計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)5主要是根據(jù)當(dāng)前的需求， 向射頻控制機(jī)構(gòu)6和激光功率控制機(jī)構(gòu)7發(fā)出控制指令，通過計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)5 的控制，將射頻源1發(fā)射的固定頻率的輸入信號轉(zhuǎn)化為輸出調(diào)制度可變的光子密 度波。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)9將當(dāng)前模擬信號采集進(jìn)入計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)5，計算機(jī)協(xié)調(diào) 系統(tǒng)5將計算當(dāng)前信號的調(diào)制度(即射頻信號峰峰值與直流量之比)，當(dāng)調(diào)制度變 低時計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)5將分別發(fā)送控制指令給可控衰減器3和激光發(fā)生器4，此時 可控衰減器3減小射頻衰減量以增大輸出射頻信號的峰峰值，同時激光衰減器4 將增加直流以增大光輸出功率，從而維持調(diào)制度為系統(tǒng)指定值。
可控衰減器3和激光發(fā)生器4在計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)5協(xié)調(diào)下實現(xiàn)了多級射頻自 動切換機(jī)制、激光功率多級跟隨機(jī)制，從而獲得大的動態(tài)范圍。如圖2所示，可控射頻衰減器3的一個輸入信號為射頻放大器2輸出的射頻 信號，另一個輸入信號為射頻控制機(jī)構(gòu)6的輸出信號，它們經(jīng)過可控射頻衰減器3 衰減后輸出?？煽厣漕l衰減器3的核心器件為G6Y-1高頻繼電，該器件的數(shù)字編 碼輸入接收來自計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)5的數(shù)字控制編碼，不同的編碼將不同的射頻衰 減網(wǎng)絡(luò)接駁入系統(tǒng)，從而完成對射頻衰減量的切換。射頻控制機(jī)構(gòu)6接收計算機(jī) 協(xié)調(diào)系統(tǒng)5發(fā)出的執(zhí)行指令，完成對輸出射頻功率的控制，同時，射頻控制機(jī)構(gòu)6 根據(jù)計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)5 (如圖l所示)發(fā)出的調(diào)節(jié)指令減小或增大射頻衰減量，使 得系統(tǒng)能夠有一較為合適的信號對激光發(fā)生器4進(jìn)行調(diào)制。
如圖3所示，激光發(fā)生器4產(chǎn)生單頻激光源通過IC一WK核心芯片完成對激光 發(fā)生器4的驅(qū)動，以產(chǎn)生恒定激光源，恒定的激光源作為交流射頻信號的直流偏 置，由可控射頻衰減器3輸出的射頻信號通過由阻容回路構(gòu)成的阻抗匹配電路直 接加載到激光發(fā)生器4的前向電流上，阻容匹配回路位于前端耦合電路8中，其 作用是使得射頻傳輸功率最大，其參數(shù)選擇應(yīng)該根據(jù)具體的應(yīng)用而定。通過以上 過程完成了射頻信號對激光發(fā)生器4的調(diào)制，從而產(chǎn)生強(qiáng)度調(diào)制的單頻光子密度 波。如圖4所示，激光控制機(jī)構(gòu)7附加在激光發(fā)生器4上，IC一WKN為激光器提供 其點(diǎn)亮的電流，系統(tǒng)通過控制IC—WKN的電流實現(xiàn)對激光器電流的控制，IC一WKN 提供了電流控制接口 (可參見IC—WKNdatasheet)，激光控制機(jī)構(gòu)7通過對該接口 的連接實現(xiàn)對激光器驅(qū)動電流的控制，從而實現(xiàn)對光輸出功率的控制。激光控制 機(jī)構(gòu)7主要完成直流功率與可變射頻功率的協(xié)調(diào)與匹配當(dāng)射頻功率較大時，需 要激光器提供較大的直流電流，否則射頻信號將被負(fù)向削波而導(dǎo)致失真；當(dāng)射頻 功率較小時，為避免激光發(fā)生器4長時間工作在高電流下，必須將其電流降低。 驅(qū)動激光發(fā)生器4的直流電流的變化與射頻信號的變化需要協(xié)同配合，而該協(xié)同 機(jī)制是由計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)5完成的。如圖5所示，計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)5上電后，通過采集系統(tǒng)9獲取激光發(fā)生器4 的驅(qū)動電流值，計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)5將通過射頻源1的工作狀態(tài)得到射頻源1的峰 峰值并折算為電流信號，進(jìn)而得到當(dāng)前系統(tǒng)的電流調(diào)制度，如果系統(tǒng)的電流調(diào)制 度滿足預(yù)先設(shè)定的調(diào)制度則系統(tǒng)轉(zhuǎn)入其它工作過程；否則就需要不斷循環(huán)執(zhí)行圖1 中所描述的過程，重新對射頻峰峰值和激光功率進(jìn)行調(diào)整，直到滿足調(diào)制度要求 為止。
上述實施例中，射頻源1除選用VS-0-100/+17作為射頻模塊以外，還可以采 用現(xiàn)有技術(shù)的其它射頻模塊。上述可控射頻衰減器的核心器件除采用G6Y-1型號 的高頻繼電器以外，還可以使用其它現(xiàn)有技術(shù)的器件?？煽厣漕l衰減器3在計算 機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)5的協(xié)調(diào)下經(jīng)過射頻控制機(jī)構(gòu)6，根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)反饋回來的調(diào)制度，自 動選擇合適的射頻衰減量。
權(quán)利要求
1、一種可變調(diào)制度激光射頻調(diào)制發(fā)生器，它包括射頻源和激光發(fā)生器，其特征在于它還包括射頻放大器、可控射頻衰減器、計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)、射頻控制機(jī)構(gòu)、激光功率控制機(jī)構(gòu)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；所述射頻放大器對所述射頻源產(chǎn)生的射頻信號進(jìn)行放大，將輸出結(jié)果送入所述可控射頻衰減器；由所述計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)通過所述射頻控制機(jī)構(gòu)控制射頻信號的衰減量，并結(jié)果輸入所述激光發(fā)生器；所述激光發(fā)生器由所述計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)通過所述激光功率控制機(jī)構(gòu)，產(chǎn)生單頻激光源；所述計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)分別同射頻控制機(jī)構(gòu)和激光功率控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行信息交互；所述激光發(fā)生器通過數(shù)據(jù)信號采集系統(tǒng)將直流功率信號反饋入所述計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)。
2、 如權(quán)利要求1所述一種可變調(diào)制度激光射頻調(diào)制發(fā)生器，其特征在于所 述可控射頻衰減器發(fā)出的衰減后射頻信號通過耦合電路被耦合到所述激光發(fā)生器 所在的電流回路中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可變調(diào)制度激光射頻調(diào)制發(fā)生器，它包括射頻源和激光發(fā)生器，其特征在于它還包括射頻放大器、可控射頻衰減器、計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)、射頻控制機(jī)構(gòu)、激光功率控制機(jī)構(gòu)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)；射頻放大器對射頻源產(chǎn)生的射頻信號進(jìn)行放大，將輸出結(jié)果送入可控射頻衰減器；由計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)通過射頻控制機(jī)構(gòu)控制射頻信號的衰減量，并結(jié)果輸入激光發(fā)生器；激光發(fā)生器由計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)通過激光功率控制機(jī)構(gòu)，產(chǎn)生單頻激光源；計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)分別同射頻控制機(jī)構(gòu)和激光功率控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行信息交互；激光發(fā)生器通過數(shù)據(jù)信號采集系統(tǒng)將直流功率信號反饋入計算機(jī)協(xié)調(diào)系統(tǒng)。本發(fā)明實現(xiàn)了多級射頻自動切換機(jī)制、激光功率多級跟隨機(jī)制，從而獲得大的動態(tài)范圍調(diào)制信號。
文檔編號G02F2/00GK101158797SQ20071017750
公開日2008年4月9日 申請日期2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月16日
發(fā)明者宛田賓, 王維平 申請人:新奧博為技術(shù)有限公司