金华半导体激光器Q开关扫描振镜维修，义乌激光打标机改装销售 - 雕刻机
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金华半导体激光器Q开关扫描振镜维修，义乌激光打标机改装销售
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公司名称：无锡一超激光设备科技有限公司
地址：无锡市锡山区团结中路58号
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通常来说连续激光器加装Q调装置是可以成为脉冲激光器的,但并不是说直接对接放上那么简单，这里我们要了解一下激光调Q技术和可调谐激光器的工作原理。
一、可调谐激光器tunable laser 是指在一定范围内可以连续改变激光输出波长的激光器.连续激光器相对于脉冲激光器来说的，连续的就是输出激光是连续的一直开着的状态，脉冲就类似照相机闪光灯的开关状态，一闪一闪的灯光闪烁状态，可调谐的也可以是连续的，输出特定波长的也可以不是连续的；
二、激光调Q技术是将激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中，从而使激光光源的峰值功率提高几个数量级的一种技术。激光调Q技术的基础是一种特殊的光学元件--快速腔内光开关，一般称为激光调Q开关或简称为Q开关。激光调Q技术的目的是：压缩脉冲宽度，提高峰值功率。
　　Q值是评定激光器中光学谐振腔质量好坏的指标，一个品质因数。Q值定义=2&&谐振腔内储存的能量/每震荡周期损耗的能量。
　　Q值愈高，所需要的泵浦阈值就越低，亦即激光愈容易起振。在一般的脉冲固体激光器中，若不采用特殊的措施，脉冲激光在腔内的振荡持续时间与光泵脉冲时间(毫秒量级左右)大致相同，因此输出激光的脉冲功率水平亦总是有限的。
　　如果采用一种特殊的技术，使光泵脉冲开始后相当长一段时间，有意降低共振腔的Q值而不产生激光振荡，则工作物质内的粒子数反转程度会不断通过光泵积累而增大，然后在某一特殊选定的时刻，突然快速增大共振腔的Q值，使腔内迅速发生激光振荡，积累到较高程度的反转粒子数能量会集中在很短的时间间隔内快速释放出来，从而可获得很窄脉冲宽度和高峰值功率的激光输出。实现以上目的，最常用的方法是在共振腔内引入一个快速光开关--Q开关，其在光泵脉冲开始后的一段时间内处于&关闭&或&低Q&状态，此时腔内不能形成振荡而粒子数反转不断得到增强。在粒子数反转程度达到最大时，腔内Q开关突然处于&接通&或&高Q&状态，从而在腔内形成瞬时的强激光振荡，并产生所谓的调Q激光脉冲输出到腔外。
　　下面分别介绍几种常用的调Q开关和工作原理。主动调Q一般是有电光晶体调Q，声光晶体调Q；被动调Q一般有可吸收染料调Q，Cr4：YAG可饱和吸收调Q。
　　电光调Q技术
　　利用晶体的电光效应，在晶体上加一阶跃式电压，调节腔内光子的发射损耗。开始工作时，晶体两端加一电压，由于晶体的偏振效应，谐振腔的损耗很大，Q值低，激光不振荡，激光上能级不断积累粒子数，Q开光处于关闭状态。某一特定时刻，突然撤去晶体两端电压，谐振腔突变至损耗低，Q值高，Q开关打开，形成巨脉冲激光。典型的Nd：YAG，电光调Q激光器的输出光脉冲宽度约为纳秒级，峰值功率达到数兆瓦至数十兆瓦。适用于脉冲式泵浦。
　　声光调Q技术
　　声光调Q技术，是利用声光器件的布拉格衍射原理完成调Q任务。声光调Q器件，由声光互作用介质(如熔融石英)和键合于其上的换能器所构成。换能器将高频信号转换为超声波。在激光腔内插入声光调Q器件，可以产生很高的衍射损耗，此时腔内具有很低的Q值，Q开关处于关闭状态。当激光高能级积累大量粒子数时，撤除超声波，衍射效应即刻消失，损耗下降，Q开光打开，激光巨脉冲遂即形成。声光调Q技术用于低增益的激光器，可获得脉宽几十纳秒，功率几百千瓦的高频脉冲。但对高能量激光器的开关能力差，不宜用于高能调Q激光。
　　可饱和吸收染料调Q
　　某些染料媒质具有突变的吸收饱和特点，当波长处于其吸收峰附近入射光信号较弱时，染料媒质对入射光呈现出非常明显的吸收趋势(相当于处于&关闭&状态)；当入射光信号增强到一定程度时，染料媒质对入射光突然呈现出明显的吸收饱和趋势(相当于近似透明的&接通&状态)。利用某些染料的上述特点，可将其置于共振腔内起到调Q开关的作用。光泵脉冲开始后的一段时间，工作物质的初始受激发射信号较弱，染料开关处于关闭状态。当工作物质粒子数反转程度达到最大，受激发射光强增大到足以使染料开关处于吸收饱和状态(或称为&漂白&状态)，从而在腔内接通振荡回路并形成调Q激光输出。染料调Q开关的优点是装置简单、成本低。不足之处是光化学稳定性较差，调Q重复性精度不高。
　　Cr4：YAG可饱和吸收来调Q
　　Cr4：YAG晶体在一定范围内有较强的可饱和吸收特性，因此可用作特定波段激光器的被动调Q元件。对比于其它被动调Q元件，Cr4：YAG晶体具有吸收截面大、可饱和吸收稳定性好、使用方便的优点，因此很适合半导体泵浦的固体激光器产生被动调Q，同时被动调Q开关对激光器的单纵模也有一定的辅助作用。
　　新的激光调Q技术不断得到开发和应用，其中包括主动调Q和被动调Q相结合的主被动双调Q技术、双被动调Q技术、调Q锁模技术，调Q技术在半导体泵浦中的应用，引起了极大的关注。
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将激光玩具枪设计改装成单束激光打靶系统_电路图
    
　　一、激光玩具枪的组成
　　此款激光玩具枪主要由枪体、电池夹、音乐电路、喇叭、扣动板机、激光发射头等部分组成。
　　内部的音乐电路及激光发射控制电路如下图所示。
　　可以看出，该音乐电路已集成了功率放大电路，无需外接三极管就能驱动喇叭发声，大大简化了外围电路，另外使用了七彩LED(D1、D2)，可以在接通45V直流电源的条件下发出多彩颜色的光。渲染激光枪的射击效果。　　　　由于激光发射头内部串接了一个100Q的限流电阻，在扣动板机开关时可以直接接通电源而发出红色激光，同时还向音乐集成电路提供了高电平触发信号，从而使音乐集成电路输出内部的仿真枪声。　　　　根据单束激光枪的设计需要，上面电路中的板机开关和激光发射头可以继续保留在改装后的激光枪里，而音乐集成电路、喇叭、七彩LED灯则需移入光靶电路中去。
　　二、改装任务与要求
　　本设计的基本目的是将一款儿童使用的激光枪改装成为能模仿真实射击特点的打靶系统。因此，该系统应具有枪和靶两个基本组成部分，如下图所示。
　　其要求如下：
　　(1)根据激光玩具枪改装设计，并充分利用激光玩具枪中的所有元件(或配件)。　　　　(2)具有单束激光的射击功能，即每次扣动板机开关只能射出一束激光。　　　　(3)具有靶心校准功能，即能手工校准激光打靶系统的准心。　　　　(4)具有激光射中时的声、光报警功能。　　　　(5)当激光射中光靶时，采用数码管显示射中电靶的次数(最大显示为99)，且具有数码复位功能。　　　　(6)射击距离不小于50m。
　　三、电路组成与工作原理
　　根据设计要求，该枪应具有单束激光的射击功能和准心校准功能，因此，笔者只使用了原枪支的构架和激光发射头，内部的激光单束射击功能的实现则需要独立地设计和安装。内部电路主要由时钟振荡电路、双JK触发器、激光发射头及驱动电路等组成，如下图所示。
　　当扣动板机开关(常闭开关)的瞬间，双JK触发器能输出一定宽度的单脉冲，经驱动电路后使激光发射头发出一束激光。具体的电路原理图如下图所示：
　　　　该电路中Q1和Q2组成多谐波振荡电路，电路输出方波信号。周期为14ms，频率为71Hz。U1A和U1B是集成JK触发器74LS73中的两个单元，当板机开关SW处于常闭位置时，由于U1A触发器的J=O，K=1，因此U1A恒输出低电平，而U1B触发器由于异步置O端为低电平处于置0状态，即U1B的，这是该电路的稳定状态。当扣动扳机开关SW时，U1A触发器的J=1，K=1，因此U1A具有翻转功能，当时钟信号下降沿到来时，U1A即翻转输出高电平，此时U1B未得到下降沿而不发生状态变化。待下一个时钟信号下降沿到来时，U1B得到下降沿的时钟信号而输出，其中的低电平信号送至U1A的异步置O端，使U1A恒输出低电平。　　　　可见，每次扣扳机开关时，只能输出一个脉冲信号，这样的单脉冲信号经三极管驱动激光发射头发出一束激光，这就是具有单束射击功能的激光枪的工作原理。　　　　根据原激光枪的内部空间，笔者设计出30mm&43rnm的小电路板，如下图所示。
　　四、光靶电路
　　光靶电路具有声光报警和计数功能，主要包括激光检测、延时去干扰、计数、译码等电路组成，声光报警电路则由原激光枪中的音乐集成电路改装而成，如上图所示。　　　　与上图对应的光靶电路原理图和印制电路板如下图所示。　　　　采用光敏电阻检测激光信号，未检测到激光时，光敏电阻的阻值较大(1MQ以上)，因此，74LS00的⑨和⑩脚得到高电平，⑧脚则输出低电平，二极管截止；当检测到激光时，光敏电阻的阻值较小(300～500&O)，因此，74LS00的⑨和⑩脚得到低电平，⑧脚则输出高电平，二极管导通对C3电容进行充电，由于充电很快，因此C3电容两端产生了较陡的上升沿脉冲信号，这个上升沿信号送至计数电路进行计数。也能直接输出送给音乐集成电路的触发端，达到触发音乐块声光报警的目的。　　　　计数电路主要由两块74LS163组成，它是四位二进制计数器，与74LS00中两个单元与非门构成100进制计数电路，然后送至74L$48七段数码显示译码电路，即可驱动共阴极数码管(SM42056)，R88和R99分别是两个数码管的限流电阻。
　　D1、C3、R5三个元件组成延时抗干扰电路。　　　　这个电路具有充电快、放电慢的特点，当电容C3两端电荷未足够释放时，即使再次检测到激光信号(或低电平干扰信号)，二极管D1导通对电容C3充电，但电容C3得到的上升沿幅度较小，不足以使计数电路工作，从而提高了计数的可靠性。
　　五、激光打靶系统调校
　　只要元器件选择正确，无损坏，电路板制作工艺良好，把所有电子元件正确焊接后基本上能够正常工作。但为了确保整个系统的功能正确和可靠，需做好以下几个方面的调校工作：　　　　1．手工校准激光打靶系统的准心短接调校开关SW2，激光发射头恒定输出激光束，此时调整激光发射头的准心位置，使发射出去的激光束与枪的准心重合即可。　　　　2．计数功能和声光报警功能将光靶电路与音乐集成电路进行连接(电源和地线一一对应相接、去干扰之后的计数脉冲与音乐块的触发端相连)，然后接通光靶电路的电源，用打火机向光敏电阻提供模拟光源，每次按下火机时，数码管显示的数字自动加1，而且直到3s以上时间以后才能再次产生计数。
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