專利名稱：一種氣體激光器弧光放電保護系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于自動控制裝置技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氣體激光器弧光放電保護系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
脈沖放電泵浦類型的氣體激光器正常工作時是處于輝光放電狀態(tài)，如果發(fā)生弧光放電則對激光器系統(tǒng)本身有著很大的損害，并且對激光器輸出的激光的性能也有很大影響，因此，在激光器工作時必須對激光器的放電狀態(tài)進行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)激光器發(fā)生弧光放電立即發(fā)出報警信號至激光器控制系統(tǒng)，使激光器控制系統(tǒng)采取相應(yīng)的保護措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氣體激光器弧光放電保護系統(tǒng)，其能在很大程度上提高氣體激光器的可靠性。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種氣體激光器弧光放電保護系統(tǒng)，包括弧光探測線圈、電壓比較器、整形電路、 光發(fā)射器、光纖、光接收器、二十進制異步脈沖計數(shù)電路、百進制同步脈沖計數(shù)電路、五進制同步脈沖計數(shù)電路、激光器控制系統(tǒng)、與門電路和或門電路；所述弧光探測線圈安裝在氣體激光器的放電電流回路側(cè)，其接收氣體激光器的放電電流產(chǎn)生的磁場，并將經(jīng)過電磁感應(yīng)得到的弧光放電感應(yīng)電壓輸出給電壓比較器；所述電壓比較器與弧光探測線圈電連接，其接收弧光探測線圈輸出的弧光放電感應(yīng)電壓，并將該弧光放電感應(yīng)電壓與設(shè)定的閾值電壓進行比較，當(dāng)弧光放電感應(yīng)電壓超過設(shè)定的閾值電壓后，電壓比較器輸出信號給整形電路； 所述整形電路與電壓比較器電連接，其對電壓比較器輸出的電信號進行整形后發(fā)送給光發(fā)射器；所述光發(fā)射器與整形電路電連接，光纖與光發(fā)射器電連接，光發(fā)射器將接收到的電信號轉(zhuǎn)換成光信號并通過光纖發(fā)送給光接收器；所述光接收器與光纖電連接，其將光信號轉(zhuǎn)換成電信號再分別送至二十進制異步脈沖計數(shù)電路、百進制同步脈沖計數(shù)電路、五進制同步脈沖計數(shù)電路；所述激光器控制系統(tǒng)分別與氣體激光器、百進制同步脈沖計數(shù)電路、五進制同步脈沖計數(shù)電路電連接，激光器控制系統(tǒng)發(fā)出的激光發(fā)射信號一路送給氣體激光器使其工作，另兩路分別送至百進制同步脈沖計數(shù)電路、五進制同步脈沖計數(shù)電路作為同步信號；所述百進制同步脈沖計數(shù)電路與與門電路電連接，當(dāng)百進制同步脈沖計數(shù)電路計數(shù) 100個激光器放電脈沖后輸出信號至與門電路，將與門電路打開；所述二十進制異步脈沖計數(shù)電路與與門電路電連接，若在上述100個激光器放電脈沖中累計有二十個弧光放電脈沖，則二十進制異步脈沖計數(shù)電路輸出一個脈沖信號至與門電路，與門電路將此脈沖信號輸出至或門電路；所述五進制同步脈沖計數(shù)電路與或門電路電連接，若在上述100個激光器放電脈沖中連續(xù)有五個弧光放電脈沖發(fā)生，則五進制同步脈沖計數(shù)電路會輸出一個脈沖信號至或門電路；所述或門電路與激光器控制系統(tǒng)電連接，其輸出脈沖信號至激光器控制系統(tǒng)；所述氣體激光器與激光器控制系統(tǒng)電連接，其接收激光器控制系統(tǒng)發(fā)送的激光發(fā)射信號，并根據(jù)該信號調(diào)整其放電參數(shù)或停止工作。本發(fā)明的有益效果是可應(yīng)用于所有的脈沖放電泵浦的氣體激光器，能在很大程度上提高這類激光器的可靠性。


圖1是本發(fā)明氣體激光器弧光放電保護系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本發(fā)明氣體激光器弧光放電保護系統(tǒng)一實施例的電路圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明。如圖1所示，本發(fā)明由弧光探測線圈2、電壓比較器3、整形電路4、光發(fā)射器5、光纖6、光接收器7、二十進制異步脈沖計數(shù)電路8、百進制同步脈沖計數(shù)電路9、五進制同步脈沖計數(shù)電路10、激光器控制系統(tǒng)11、與門電路12和或門電路13組成?；」馓綔y線圈2安裝在氣體激光器1的放電電流回路側(cè)，當(dāng)氣體激光器1弧光放電時，放電電流比正常工作時的輝光放電增大很多，這種弧光放電電流在弧光探測線圈2 中感應(yīng)出的電壓要比輝光放電電流在弧光探測線圈2中感應(yīng)出的電壓大，本發(fā)明就是利用這種電磁感應(yīng)原理對氣體激光器實施放電保護。實施例如圖2所示，氣體激光器1可由TEA CO2激光器構(gòu)成，弧光探測線圈2可由50歐姆同軸電纜彎成直徑5cm的線圈制成，電壓比較器3由AD9696和電阻禮、&、二極管D1, D2 組成，整形電路4由74121和Cp R3組成單穩(wěn)電路，光發(fā)射器5由R4、外圍驅(qū)動電路75451、 HFBR1521組成，光纖6為普通光纖，光接收器7為HFBR2521，二十進制異步脈沖計數(shù)電路 8、百進制同步脈沖計數(shù)電路9、五進制同步脈沖計數(shù)電路10可由Altera公司的CPLD芯片 EPM3032A制成，激光器控制系統(tǒng)11可由iTexas Instruments公司的TMS320F2812DSP組成， 與門電路12、或門電路13可由Altera公司的CPLD芯片EPM3032A制成。AD9696組成的電壓比較器3設(shè)置一個閾值電壓，使TEA CO2激光器1正常工作時的輝光放電電流在弧光探測線圈2產(chǎn)生的感應(yīng)電壓不能使電壓比較器3即AD9696輸出脈沖信號，弧光放電電流大于輝光放電電流，因此，TEA CO2激光器1發(fā)生弧光放電時就使 AD9696組成的電壓比較器3輸出弧光放電脈沖信號，弧光放電脈沖信號經(jīng)過74121單穩(wěn)電路4整形后，經(jīng)過由&、外圍驅(qū)動電路75451、HFBR1521組成光發(fā)射器5變成光脈沖信號進入光纖6，光接收器7HFBR2521接收光脈沖信號，并將光脈沖信號轉(zhuǎn)變成電脈沖信號分別送至由Altera公司的CPLD芯片EPM3032A制成的二十進制異步脈沖計數(shù)電路8、百進制同步脈沖計數(shù)電路9、五進制同步脈沖計數(shù)電路10。TMS320F2812DSP組成的激光器控制系統(tǒng)11 發(fā)出的激光發(fā)射信號一路送給TEA CO2激光器使其工作，另二路分別送至百進制同步脈沖計數(shù)電路9、五進制同步脈沖計數(shù)電路10作為同步信號，當(dāng)百進制同步脈沖計數(shù)電路9計數(shù) 100個脈沖后輸出一個信號至與門電路12，將與門電路12打開，如果在100個激光器放電脈沖中累計有二十個弧光放電脈沖，則二十進制異步脈沖計數(shù)電路8此刻輸出一個脈沖至與門電路12，與門電路12輸出一個脈沖信號至或門電路13，或門電路13輸出一個脈沖信號至激光器控制系統(tǒng)11，激光器控制系統(tǒng)11立即調(diào)整TEA CO2激光器的放電參數(shù)或使TEACO2激光器1停止工作。如果在100個激光器放電脈沖中連續(xù)有五個弧光放電脈沖發(fā)生，則五進制同步脈沖計數(shù)電路10會輸出一個脈沖信號至或門電路13，或門電路13輸出一個脈沖信號至激光器控制系統(tǒng)11，激光器控制系統(tǒng)11立即調(diào)整TEA CO2激光器的放電參數(shù)或使 TEA CO2激光器1停止工作。 本發(fā)明可以應(yīng)用于所有的脈沖放電泵浦的氣體激光器，能在很大程度上提高這類激光器的可靠性。
權(quán)利要求
1. 一種氣體激光器弧光放電保護系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括弧光探測線圈O)、電壓比較器C3)、整形電路(4)、光發(fā)射器( 、光纖(6)、光接收器(7)、二十進制異步脈沖計數(shù)電路(8)、百進制同步脈沖計數(shù)電路(9)、五進制同步脈沖計數(shù)電路(10)、激光器控制系統(tǒng) (11)、與門電路(12)和或門電路(13)；所述弧光探測線圈( 安裝在氣體激光器(1)的放電電流回路側(cè)，其接收氣體激光器 (1)的放電電流產(chǎn)生的磁場，并將經(jīng)過電磁感應(yīng)得到的弧光放電感應(yīng)電壓輸出給電壓比較器⑶；所述電壓比較器C3)與弧光探測線圈O)電連接，其接收弧光探測線圈( 輸出的弧光放電感應(yīng)電壓，并將該弧光放電感應(yīng)電壓與設(shè)定的閾值電壓進行比較，當(dāng)弧光放電感應(yīng)電壓超過設(shè)定的閾值電壓后，電壓比較器C3)輸出信號給整形電路(4)；所述整形電路⑷與電壓比較器⑶電連接，其對電壓比較器⑶輸出的電信號進行整形后發(fā)送給光發(fā)射器(5)；所述光發(fā)射器( 與整形電路電連接，光纖(6)與光發(fā)射器(5)電連接，光發(fā)射器 (5)將接收到的電信號轉(zhuǎn)換成光信號并通過光纖(6)發(fā)送給光接收器(7)；所述光接收器(7)與光纖(6)電連接，其將光信號轉(zhuǎn)換成電信號再分別送至二十進制異步脈沖計數(shù)電路(8)、百進制同步脈沖計數(shù)電路(9)、五進制同步脈沖計數(shù)電路(10)；所述激光器控制系統(tǒng)(11)分別與氣體激光器(1)、百進制同步脈沖計數(shù)電路(9)、五進制同步脈沖計數(shù)電路(10)電連接，激光器控制系統(tǒng)(11)發(fā)出的激光發(fā)射信號一路送給氣體激光器(1)使其工作，另兩路分別送至百進制同步脈沖計數(shù)電路(9)、五進制同步脈沖計數(shù)電路(10)作為同步信號；所述百進制同步脈沖計數(shù)電路(9)與與門電路(12)電連接，當(dāng)百進制同步脈沖計數(shù)電路(9)計數(shù)100個激光器放電脈沖后輸出信號至與門電路(12)，將與門電路(12)打開；所述二十進制異步脈沖計數(shù)電路(8)與與門電路(1 電連接，若在上述100個激光器放電脈沖中累計有二十個弧光放電脈沖，則二十進制異步脈沖計數(shù)電路(8)輸出一個脈沖信號至與門電路(12)，與門電路(12)將此脈沖信號輸出至或門電路(13)；所述五進制同步脈沖計數(shù)電路(10)與或門電路(1 電連接，若在上述100個激光器放電脈沖中連續(xù)有五個弧光放電脈沖發(fā)生，則五進制同步脈沖計數(shù)電路(10)會輸出一個脈沖信號至或門電路(13)；所述或門電路(1 與激光器控制系統(tǒng)(11)電連接，其輸出脈沖信號至激光器控制系統(tǒng)(11)；所述氣體激光器(1)與激光器控制系統(tǒng)(11)電連接，其接收激光器控制系統(tǒng)(11)發(fā)送的激光發(fā)射信號，并根據(jù)該信號調(diào)整其放電參數(shù)或停止工作。
全文摘要
本發(fā)明的氣體激光器弧光放電保護系統(tǒng)屬于自動控制領(lǐng)域，該系統(tǒng)包括弧光探測線圈(2)、電壓比較器(3)、整形電路(4)、光發(fā)射器(5)、光纖(6)、光接收器(7)、二十進制異步脈沖計數(shù)電路(8)、百進制同步脈沖計數(shù)電路(9)、五進制同步脈沖計數(shù)電路(10)、激光器控制系統(tǒng)(11)、與門電路(12)和或門電路(13)，本發(fā)明利用電磁感應(yīng)原理對氣體激光器實施保護。本發(fā)明可應(yīng)用于所有的脈沖放電泵浦的氣體激光器，能在很大程度上提高這類激光器的可靠性。
文檔編號H01S3/092GK102263363SQ20111015696
公開日2011年11月30日 申請日期2011年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月13日
發(fā)明者孟范江, 李殿軍, 郭勁, 郭立紅 申請人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機械與物理研究所