許多研究實(shí)驗(yàn)需要準(zhǔn)確控制激光。LabSmith LC880 可編程實(shí)驗(yàn)控制器可處理激光定時(shí)控制的各個(gè)方面，從簡(jiǎn)單的脈沖到對(duì) 2 脈沖實(shí)驗(yàn)進(jìn)行排序等等。

在本應(yīng)用說明中，我們將討論如何使用 LC880 實(shí)現(xiàn)脈沖 Nd:YAG 激光控制系統(tǒng)。除了控制激光的閃光燈和 Q 開關(guān)外，我們還將擴(kuò)展系統(tǒng)以包括安全聯(lián)鎖和啟用開關(guān)。

生成激光脈沖流

對(duì)于第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，我們將生成 10 Hz 的 30 µs 脈沖流。根據(jù)制造商的規(guī)格，激光將在閃光燈點(diǎn)亮后 193 µs 達(dá)到粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。由于 Q 開關(guān)需要 1µs 才能啟動(dòng)，我們將在閃光燈點(diǎn)亮后 192 µs 觸發(fā)它。圖 1a 顯示了此實(shí)驗(yàn)的時(shí)序圖。

我們將使用通道 A 提供 10 Hz 時(shí)鐘脈沖流（即周期為 100 ms）來脈沖激光閃光燈。通道 C 將控制 Q 開關(guān)?？梢栽趯?duì)話框中設(shè)置定時(shí)模式（圖 2），并且可以使用 C 樣式邏輯分配輸入通道邏輯。

為了幫助組織實(shí)驗(yàn)，我們將定義全局變量來表示通道 A 和 C 的輸出：

LaserClock = outA;

QSwitchOut = outC;

通常，分配容易記住的變量名稱并完整記錄實(shí)驗(yàn)以使其以后更容易理解是一種很好的做法。

通道 C 將向 Q 開關(guān)提供延遲信號(hào)。在延遲脈沖模式下，通道 C (inC) 將接收來自激光時(shí)鐘 (outA) 的信號(hào)，然后在 192 µs 后觸發(fā) Q 開關(guān)。此實(shí)驗(yàn)的 LC880 編程如圖 1b 所示。

圖 1a：產(chǎn)生 10 Hz 激光脈沖流的時(shí)序圖。

圖 1b：用于生成 10 Hz 激光脈沖流的編程。

門控控制信號(hào)

制造商建議使用 30 µs 脈沖來激活閃光燈和 Q 開關(guān)。我們可以通過使用通道 B（在延遲脈沖模式下運(yùn)行）來門控第一個(gè)示例中的脈沖。如圖 2 所示，LaserClock (outA) 將觸發(fā)通道 B，然后在最小延遲（< 50 ns）后向閃光燈發(fā)送 30 µs 脈沖。為了表示閃光燈的輸出，我們將引入變量：

FlashLampOut = outB; 通道 C 將再次控制 Q 開關(guān)。此通道仍可由 LaserClock 直接觸發(fā)，如我們的第一個(gè)示例所示。但是，在閃光燈點(diǎn)亮后 192 µs 觸發(fā) Q 開關(guān)是最合理的 - 因此，outA 觸發(fā) inB，outB 觸發(fā) inC。雖然 LC880 的精度在兩種布置下都相同，但仔細(xì)注意事件耦合的方式可以使復(fù)雜實(shí)驗(yàn)中的編程更容易。此示例的 LC880 編程如圖 3b 所示。

圖 2：可以在對(duì)話框中或通過 C 樣式分配輸入通道設(shè)置。

圖 3a：使用延遲觸發(fā)通道門控控制信號(hào)。

圖 3b：門控信號(hào)編程。

添加安全聯(lián)鎖和 Q 開關(guān)啟用

最后，我們將引入兩個(gè)開關(guān)，一個(gè)安全聯(lián)鎖和一個(gè) Q 開關(guān)啟用，關(guān)閉時(shí)連接到 LC880 的短路 in1 和 in2 接地。系統(tǒng)僅在聯(lián)鎖關(guān)閉時(shí)運(yùn)行。在聯(lián)鎖關(guān)閉且 Q 開關(guān)禁用的情況下，激光可以脈沖以達(dá)到熱平衡而不發(fā)出任何光。一旦系統(tǒng)穩(wěn)定下來，操作員就可以啟用 Q 開關(guān)，然后

脈沖流將開始。我們將定義這些全局變量（注意：LC880 輸入通常在內(nèi)部弱拉高以簡(jiǎn)化開關(guān)的使用）：

InterlockOK = not in1;

//關(guān)閉開關(guān)將 in1 拉低。

QSwitchEnable = not in2;

//關(guān)閉開關(guān)將 in2 拉低。

我們希望通道 B 保持禁用狀態(tài)，直到聯(lián)鎖關(guān)閉。通道 C 應(yīng)處于禁用狀態(tài)，直到 Q 啟用開關(guān)關(guān)閉。那么，通道 B 和 C 的邏輯是：

inB = LaserClock AND InterlockOK;

inC = FlashLampOut AND QSwitchEnable;

整個(gè)程序如圖 3c 所示。

結(jié)論

LC880 的準(zhǔn)確定時(shí)允許對(duì)激光器和其他實(shí)驗(yàn)室設(shè)備進(jìn)行復(fù)雜的控制。組合邏輯使您可以輕松地有序地?cái)U(kuò)展實(shí)驗(yàn)。無論是控制材料去除、PIV 還是 2 脈沖實(shí)驗(yàn)，LC880 都是快速設(shè)置激光器和獲得可靠實(shí)驗(yàn)結(jié)果的不可或缺的工具。