Драйвер предназначен для питания и управления твердотельными лазерами с лазерно-диодной накачкой непрерывного (CW) и квази-непрерывного (QCW) действия.
Драйвер выполняет несколько функций:
— обеспечивает питание постоянным или импульсным током лазерно-диодных накачных линеек или матриц;
— генерирует синхроимпульсы на любой частоте в диапазоне 1 – 50 кГц для запуска драйвера акустооптического (АО) модулятора лазерного излучения;
— генерирует синхроимпульсы для работы драйвера Е-О модулятора в QCW режиме накачки;
— генерирует сигнал открытия/закрытия электро-магнитной заслонки в резонаторе излучателя;
— обеспечивает контроль реального тока накачки; а в QCW режиме – амплитуду, длительность и частоту следования импульсов тока;
— обеспечивает контроль состояния датчиков (например, протока и температуры охлаждающей жидкости, температуры квантрона);
— обеспечивает контроль состояния системы охлаждения лазера.
Технические характеристики драйвера
Пределы регулирования тока
в режиме CW …………………………………………………………………… 10-30 А (20-55 А *)
в режиме QCW ………………………………………………………………… 20-120 А (40-180 А *)
Длительность импульса ………………………………………………….. 50-500 мкс
Частота следования импульсов ……………………………………….. 1-1000 Гц
Пределы установки частоты модуляции А-О затвора ……… 1-50 кГц
Напряжение питания ………………………………………………………. ~220 В+/-10%, 50-60 Гц
Размеры …………………………………………………………………………… 842 х 132.5 х 360 мм
Масса ………………………………………………………………………………… 8 кг
Связь с компьютером………………………………………………………. RS-232, USB, Ethernet*)
*) — как опция
Передняя панель драйвера
Рис.1 — Передняя панель драйвера
Панель содержит следующие органы управления:
1. Кнопка POWER — включает внешнее сетевое напряжение ~ 220+/-10%В.
2. Замок LOCK с ключом на 2 положения On и Off, одно из которых запрещает несанкционированную работу драйвера.
3. Аварийная кнопка ABORT немедленного действия, отключающая ток накачки и блокирующая контроллер. Последующая работа драйвера возможна лишь после выключения и последующего включения напряжения питания.
4. Кнопка EMISSION включает/выключает излучение лазера.
5. 40 символьный 4-х строчный ЖК индикатор.
6. Кнопка SHUTTER включает и выключает Э-М заслонку. При включенной Э-М заслонке горит зеленый светодиод. Генерация лазерного излучения при этом состоянии невозможна.
7. Кнопка MENU, вход в раздел настроек параметров прибора.
8. Кнопки FUNCTION для выбора и сохранения значения параметров контроллера.
9. Кнопки < и > для уменьшения или увеличения значения выбранного параметра.
Задняя панель драйвера
Рис.2 — Задняя панель драйвера
Панель содержит следующие разъемы и переключатели:
1. Гнездо подсоединения стандартного кабеля питания 210-240 В, 50 Гц.
2. Разъем для подсоединения кабеля последовательного канала связи с ПК (RS232).
3. Разъем для подсоединения кабеля последовательного канала связи с ПК (Ethernet). Устанавливается как опция.
4. Разъем для подсоединения кабеля последовательного канала связи с ПК (USB).
5. Токовые контакты для подсоединения кабеля питания накачных диодных модулей квантрона.
6. Разъем для подсоединения кабеля связи драйвера с датчиками потока охлаждающей жидкости и температуры квантрона (Sensors).
7. Разъем для подсоединения кабеля связи драйвера с системой охлаждения (Chiller).
8. Разъем сигнала Interlock.
9. BNC гнезда внешних и внутренних сигналов для контроля работы драйвера и связанных с ним устройств:
— TrigIn – обеспечивает прерывание работы драйвера (пауза) в режиме CW и внешнюю синхронизацию при работе в QCW режиме
— TrigOut 1– выходной синхросигнал (5В) работы драйвера по программе, совпадающий с передним фронтом нарастания тока
— TrigOut 2– выходной синхросигнал (5В) работы драйвера по программе, совпадающий с задним фронтом импульса ток.
10. BNC гнездо CurrentMonitor – обеспечивает наблюдение (осциллографирование) формы реального тока через лазерные диоды.
Структурная схема драйвера
Рис.3 — Структурная схема драйвера
1 – связь драйвера с ПК по каналу RS-232 или USB.
2 – связь драйвера с внешними устройствами (чиллером-охладителем, датчиками и Э-М заслонкой излучателя, синхронизующими и прерывающим сигналами других контроллеров и устройств, мониторинга тока через накачные диоды и т.п.)
3 — силовые кабели, подводящие ток к диодам накачки в квантроне излучателя.
AC/DC– конвертер с ручной подстройкой выходного напряжения в пределах +/- 10%. Конвертер выбирается исходя из конкретных технических характеристик накачных диодов (линеек)
ControlledAC/DC – конвертер с внешней регулировкой выходного напряжения от модуля управления током
Благодаря тому, что данный драйвер построен по принципу управляемого источника ЭДС, а не тока, его кпд определяется в основном эффективностью AC/DC конвертеров, достигающей 80-85%.
Малое тепловыделение позволяет использовать корпус малого объема (стандарт 2U) для прибора, способного доставить для питания диодов накачки электрическую мощность до 600-700Вт. При использовании дополнительных внешних AC/DC конвертеров мощность можно значительно увеличить.
Структурная схема лазера
Рис.4 — Структурная схема лазера
1. Кабель питания лазерных диодов квантрона излучателя
2. Сигнал управления Э-М заслонкой излучателя (ТТЛ)
3. Сигнал от датчиков потока и/или температуры излучателя (ТТЛ)
4. Сигнал внешнего прерывания (Interlock) работы драйвера (ТТЛ)
5. Сигналы аварийных состояний датчиков (например, давления, температуры и потока охлаждающей воды) системы охлаждения лазера
Лазерный драйвер работает в 2-х режимах: автономном (Local) и дистанционном (Remote).
В первом случае выбор исполнительной программы, коррекция параметров программы, анализ состояния датчиков и пр. осуществляются с передней панели прибора. Во втором случае управление драйвером ведётся от ПК через последовательный канал RS-232 (или USB или Ethernet) с помощью универсального терминала.