阅读说明：本技术 激光器的输出控制装置及其控制方法、激光测风雷达 (Output control device and control method of laser and laser wind measuring radar ) 是由 张贵平 于 2020-07-07 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种激光器的输出控制装置及其控制方法、激光测风雷达,该激光器的输出控制装置包括同步信号发生器以及在连续单频激光器出射光路上依次排布的开关调制型声光调制器和线性调制型声光调制器；同步信号发生器的输入端分别接收时钟信号、脉宽信号、上升时间信号以及步进信号；同步信号发生器根据其接收的信号,控制开关调制型声光调制器将连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形为方波的脉冲激光,控制线性调制型声光调制器将第一波形调制为第二波形为上升沿增益小于下降沿的类梯形波。本发明实施例能够优化脉冲激光的输出波形,提高脉冲激光的输出能量。(The invention discloses an output control device of a laser, a control method thereof and a laser wind-finding radar, wherein the output control device of the laser comprises a synchronous signal generator, a switch modulation type acousto-optic modulator and a linear modulation type acousto-optic modulator which are sequentially arranged on an emergent light path of a continuous single-frequency laser; the input end of the synchronous signal generator respectively receives a clock signal, a pulse width signal, a rising time signal and a stepping signal; the synchronous signal generator controls the switch modulation type acousto-optic modulator to modulate the continuous laser output by the continuous single-frequency laser into pulse laser with a first waveform being square wave according to the received signal, and controls the linear modulation type acousto-optic modulator to modulate the first waveform into a second waveform being trapezoid-like wave with rising edge gain being smaller than falling edge. The embodiment of the invention can optimize the output waveform of the pulse laser and improve the output energy of the pulse laser.)

激光器的输出控制装置及其控制方法、激光测风雷达

技术领域

本发明实施例涉及激光器领域，尤其涉及激光器的输出控制装置及其控制方法、激光测风雷达。

背景技术

精确的大气风场观测对提高天气预报的准确性、风暴预报的准确性、改进气候研究模型、军事环境预报、预报可能的生物武器释放环境以提高国防安全等方面具有重大意义。

目前，主要的大气风场测量手段有多普勒声雷达、微波雷达和激光测风雷达。其中，由于激光具有单色性、相干性强的特点，而且波长较短，因此利用气溶胶的后向散射光，就能够获得足够强的多普勒测风信息，有利于探测微风速，具有较高的测风精度，使得激光测风雷达在测风领域具有不可替代的优势。

现有的激光测风雷达，通过激光器的输出控制装置，使连续单频激光器输出的连续激光转换为脉冲激光，激光器的输出控制装置包括两级开关调制型声光调制器，经过两级开关调制型声光调制器调制出的脉冲激光输出后经过光放大器，使得上升沿的增益很大进而形成一个尖峰，这个尖峰导致光放大器产生非线性效应，降低放大器的峰值功率，严重的会导致脉冲***，脉冲更宽时，这个效应会更加明显。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种激光器输出控制装置、方法及激光测风雷达，以优化脉冲激光的输出波形，提高脉冲激光的输出能量。

第一方面，本发明实施例提供一种激光器输出控制装置，用于使连续单频激光器输出的连续激光转换为脉冲激光，包括同步信号发生器以及在所述连续单频激光器出射光路上依次排布的开关调制型声光调制器和线性调制型声光调制器；

所述同步信号发生器的输入端分别接收时钟信号、脉宽信号、上升时间信号以及步进信号；所述同步信号发生器的第一输出端与开关调制型声光调制器电连接，所述同步信号发生器的第二输出端与线性调制型声光调制器电连接；

所述同步信号发生器用于根据所述时钟信号和所述脉宽信号，控制所述开关调制型声光调制器将所述连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光；其中，所述第一波形为方波；

所述同步信号发生器还用于根据所述时钟信号、所述脉宽信号、所述上升时间信号以及所述步进信号，控制所述线性调制型声光调制器将所述第一波形调制为第二波形；其中，所述第二波形为类梯形波。

可选的，所述同步信号发生器包括逻辑控制模块和数模转换模块；

所述逻辑控制模块用于分别接收时钟信号、脉宽信号、上升时间信号以及步进信号，并根据所述时钟信号和所述脉宽信号输出第一数字信号至所述数模转换模块；以及根据所述时钟信号、所述脉宽信号、所述上升时间信号以及所述步进信号输出第二数字信号至所述数模转换模块；其中，所述第一数字信号包括所述数模转换；

所述数模转换模块的第一输出端与所述开关调制型声光调制器电连接，所述数模转换模块的第二输出端与所述线性调制型声光调制器电连接；所述数据转换模块用于将所述第一数字信号转换为第一模拟信号，以控制所述开关调制型声光调制器将所述连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光，以及将所述第二数字信号转换为第二模拟信号，以控制所述线性调制型声光调制器将所述第一波形调制为第二波形。

可选的，所述逻辑控制模块包括计数器单元、存储单元、数模转换器单元、第一比较器单元、第二比较器单元、第一选择器单元和第二选择器单元；

所述计数器单元用于在每个所述时钟信号的上升沿时，计数值加一；

所述第一比较器单元用于比较所述计数值与所述脉宽信号的大小，并输出第一比较结果至所述第一选择器单元和所述数模转换器单元；

所述数模转换器单元用于根据所述第一比较结果，输出第一数字信号的最大值或最小值；其中，所述第一数字信号的最大值为所述数模转换器单元的最大输出值，所述第一数字信号的最小值为所述数模转换器单元的最小输出值；

所述第二比较器单元用于比较所述计数值和所述上升时间信号，并输出第二比较结果至所述第二选择器单元；

所述第一选择器单元用于根据所述第一比较结果，选择输出第一地址数据至所述存储单元；

所述第二选择器单元用于根据所述第二比较结果，选择输出第二地址数据至所述存储单元；

所述存储单元包括多个存储地址，每个所述存储地址对应存储一个所述第二数字信号，且各所述存储地址中前一存储地址存储的所述第二数字信号小于后一存储地址所述第二数字信号；所述存储单元用于根据所述第一地址数据、所述第二地址数据和所述步进信号，控制预设存储地址中的所述第二数字信号输出；其中，所述存储单元的存储地址中存储的所述第二数字信号为预设上升沿的数字信号。

可选的，所述同步信号发生器的输入端还接收复位信号；

所述计数器还用于根据所述复位信号，在计数值达到预设计数值时，将所述计数值清零。

可选的，所述同步信号发生器还包括第一信号放大模块和第二信号放大模块；

所述第一信号放大模块电连接于所述数模转换模块的第一输出端与所述开关调制型声光调制器之间；所述第一信号放大模块用于对所述第一模拟信号进行信号放大；

所述第二信号放大模块电连接于所述数模转换模块的第二输出端与所述线性调制型声光调制器之间；所述第二信号放大模块用于对所述第二模拟信号进行信号放大。

可选的，所述第一信号放大模块和所述第二信号放大模块均包括两级信号放大器。

可选的，还包括光放大器，所述光放大器用于将所述第二波形的脉冲激光放大为第三波形的脉冲激光；其中，所述第三波形为类梯形波。

第二方面，本发明实施例还提供一种激光器输出控制方法，采用上述任一所述的激光器输出控制装置执行，包括：

所述同步信号发生器分别获取时钟信号、脉宽信号、上升时间信号以及步进信号；

所述同步信号发生器根据所述时钟信号和所述脉宽信号，控制所述开关调制型声光调制器将所述连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光；其中，所述第一波形为方波；

所述同步信号发生器根据所述时钟信号、所述脉宽信号、所述上升时间信号以及所述步进信号，控制所述线性调制型声光调制器将所述第一波形调制为第二波形；其中，所述第二波形为类梯形波。

可选的，所述同步信号发生器根据所述时钟信号和所述脉宽信号，控制所述开关调制型声光调制器将所述连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光，包括：

根据所述时钟信号进行计数，并在每个所述时钟信号的上升沿时，计数值加一；

判断所述计数值是否大于所述脉宽信号；

若是，则输出第一数字信号的最小值；

若否，则输出第一数字信号的最大值；

所述同步信号发生器根据所述时钟信号、所述脉宽信号、所述上升时间信号以及所述步进信号，控制所述线性调制型声光调制器将所述第一波形调制为第二波形，包括：

根据所述时钟信号进行计数，并在每个所述时钟信号的上升沿时，计数值加一；

判断所述计数值是否大于所述脉宽信号；

若是，则输出第二数字信号的最小值；

判断所述计数值是否大于所述上升时间信号；

若是，则输出第二数字信号的最大值；

若否，则根据所述步进信号输出第二数字信号的步进抽样信号；

其中，所述同步信号发生器至少包括数模转换器单元，所述第一数字信号的最大值为所述数模转换器单元的最大输出值；所述第一数字信号的最小值为所述数据转换器单元的最小输出值；所述第二数字信号为预设上升沿的数据信号。

第三方面，本发明实施例还提供一种激光测风雷达，包括连续单频激光器、分束器、环行器、合束器、探测单元、数据处理单元以及权利要求上述任一所述的激光器输出控制装置；

所述分束器用于将所述连续单频激光器出射的连续激光分束为第一光束和第二光束，所述第一光束入射至所述激光器输出控制装置，所述第二光束入射至所述合束器的第一输入端；

所述激光器输出控制装置用于将所述第一光束转换为脉冲激光，并传输至所述环行器的第一端；

所述环行器用于通过第二端出射所述脉冲激光，并接收回波光束，所述环行器的第三端将所述回波光束传输至所述合束器的第二输入端；

所述探测单元用于接收所述第二光束和所述回波光束；

所述数据处理单元用于计算风速。

本发明实施例提供的激光器输出控制装置，通过同步信号发生器控制开关调制型声光调制器将所述连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光，并同步控制所述线性调制型声光调制器将所述第一波形调制为第二波形，以将第一波形的方波调制为第二波形的上升沿增益小于下降沿的类梯形波，从而优化脉冲激光的输出波形，以及提高脉冲激光的输出能量。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种激光器输出控制装置的结构框图；

图2是本发明实施例提供的一种第一波形的曲线示意图；

图3是本发明实施例提供的一种第二波形的曲线示意图；

图4是本发明实施例提供的又一种激光器输出控制装置的结构框图；

图5是本发明实施例提供的又一种激光器输出控制装置的结构框图；

图6是本发明实施例提供的又一种激光器的输出控制装置的结构框图；

图7是本发明实施例提供的又一种激光器的输出控制装置的电路图；

图8是本发明实施例提供的又一种激光器的输出控制装置的结构框图；

图9是本发明实施例提供的一种第三波形的曲线示意图；

图10是本发明实施例提供的一种激光器输出控制方法的流程示意图；

图11是本发明实施例提供的又一种激光器输出控制方法的流程示意图；

图12是本发明实施例提供的又一种激光器输出控制方法的流程示意图；

图13是本发明实施例提供的一种激光测风雷达的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。需要注意的是，本发明实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本发明实施例的限定。此外在上下文中，还需要理解的是，当提到一个组件被形成在另一个组件“上”或“下”时，其不仅能够直接形成在另一个组件“上”或者“下”，也可以通过中间组件间接形成在另一组件“上”或者“下”。术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明实施例提供一种激光器的输出控制装置，该激光器输出控制装置用于使连续单频激光器输出的连续光转换为脉冲激光，该装置可应用于脉冲相干多普勒激光测风雷达中。图1是本发明实施例提供的一种激光器输出控制装置的结构框图，如图1所示，该激光器输出控制装置包括同步信号发生器10以及在连续单频激光器20出射光路上依次排布的开关调制型声光调制器30和线性调制型声光调制器40。同步信号发生器10的输入端分别接收时钟信号clk、脉宽信号pulse_width、上升时间信号rise_time以及步进信号add_step，同步信号发生器10的第一输出端与开关调制型声光调制器30电连接，同步信号发生器10的第二输出端与线性调制型声光调制器40电连接。

具体的，图2所示为本发明实施例提供的一种第一波形的曲线示意图，图3所示为本发明实施例提供的一种第二波形的曲线示意图。结合图1、图2和图3所示，同步信号发生器10接收的时钟信号clk与信号的周期相位相关；同步信号发生器10接收的脉宽信号pulse_width与激光脉冲的波形宽度相关；同步信号发生器10接收的上升时间信号rise_time与激光脉冲的波形的上升沿长度相关；同步信号发生器10接收的步进信号add_step用来把存储单元中的值进行抽样然后进行输出上升沿的数据值。同步信号发生器10能够通过比较根据其所接收的时钟信号clk和脉宽信号pulse_width的大小关系，并根据时钟信号clk和脉宽信号的大小pulse_width关系控制开关调制型声光调制器30将连续单频激光器20输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光；同时，同步信号发生器10还能够分别比较其所接收的时钟信号clk和脉宽信号pulse_width的大小关系以及比较时钟信号clk和上升时间信号rise_time的大小关系，控制线性调制型声光调制器40将开关调制型声光调制器30输出的第一波形的脉冲激光调制为第二波形的脉冲激光；其中，第一波形为方波，第二波形为上升沿增益小于下降沿增益的类梯形波。

如此，同步信号发生器能够基于同一时钟信号，分别控制开关调制型声光调制器将连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形为方波的脉冲激光，以及控制线性调制型声光调制器将第一波形为方波的脉冲激光调制为第二波形为上升沿增益小于下降沿增益的类梯形波的脉冲激光，以能够优化脉冲激光的输出波形，以及提高脉冲激光的输出能量，满足测风雷达的需要。此外，开关调制型声光调制器和线性调制型声光调制器采用串联的方式进行连接，从而有利于改善脉冲激光的消光比，提高激光雷达的信噪比，产生高质量的激光脉冲。

需要说明的是，图1仅为本发明实施例示例性的附图，在本发明实施例结构框图仅表示激光器输出控制装置中各结构之间的连接关系，并不代表各结构之间的相对位置关系。

可选的，图4是本发明实施例提供的又一种激光器的输出控制装置的结构框图，如图4所示，同步信号发生器10包括逻辑控制模块101和数模转换模块102。该逻辑控制模块101用于分别接收时钟信号clk、脉宽信号pulse_width、上升时间信号rise_time以及步进信号add_step，并根据时钟信号clk和脉宽信号pulse_width的比较结果形成第一数字信号至数模转换模块，以及根据时钟信号clk、脉宽信号pulse_width、上升时间信号rise_time以及步进信号add_step的比较和控制结果形成第二数字信号至数模转换模块102。数模转换模块102的第一输出端与开关调制型声光调制器30电连接，使得数据转换模块102能够将第一数字信号转换为第一模拟信号后，控制开关调制型声光调制器30将连续单频激光器20输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光；数模转换模块102的第二输出端与线性调制型声光调制器40电连接，使得数据转换模块102还能够将第二数字信号转换为第二模拟信号，控制线性调制型声光调制器40将第一波形的脉冲激光调制为第二波形的脉冲激光。

其中，逻辑控制模块101例如可以为可编程逻辑控制器，其可通过逻辑编程与相应的逻辑电路结合实现相应的控制功能，从而能够具有较高的灵活性。而数模转换模块102例如可以为双通道高速数模转换器，以能够实现信号的高速转换，从而提高激光器的输出控制装置输出的激光脉冲的输出效率。

如此，在数模转换模块把第一数字信号转换为第一模拟信号后，控制开关调制型声光调制器将连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光；而在数据转换模块将第二数字信号转换为第二模拟信号，控制线性调制型声光调制器将第一波形的脉冲激光调制为第二波形的脉冲激光，以能够优化脉冲激光的输出波形，以及提高脉冲激光的输出能量，以满足测风雷达的需要。

可选的，图5是本发明实施例提供的又一种激光器的输出控制装置的结构框图，如图5所示，逻辑控制模块101包括计数器单元111、存储单元121、数模转换器单元131、第一比较器单元141、第二比较器单元151、第一选择器单元161和第二选择器单元171。

其中，计数器单元111用于在每个时钟信号clk的上升沿到来时，令其计数值加一，实现计数功能；该计数器单元111进行计数的具体执行过程为，当其计数值小于其最大值计数值时，在每个时钟信号clk的上升沿到来时，计数值加一；而当计数器单元111的计数值达到其最大值计数值时，计数器单元111会将其计数值清零，并从零开始重新计数。

其中，第一比较器单元141用于比较计数器单元111的计数值与脉宽信号pulse_width的大小，并输出第一比较结果至数模转换器单元131，使得数模转换器单元131能够根据第一比较结果，输出第一数字信号的最大值或最小值。其中，当计数器单元111的计数值小于脉宽信号pulse_width，数模转换器单元131输出第一数字信号的最大值，该第一数字信号的最大值经数模转换模块102转换为相应的第一模拟信号输出至开关调制型声光调制器30，以使开关声光调制器30输出第一波形的波峰；当计数器单元111的计数值大于脉宽信号pulse_width，数模转换器单元131输出第一数字信号的最小值，该第一数字信号的最小值经数模转换模块102转换为相应的第一模拟信号输出至开关调制型声光调制器30，以使开关声光调制器30输出第一波形的波谷；如此，开关调制型声光调制器能够根据计数器单元111的计数值与脉宽信号pulse_width的大小，将连续单频激光器20输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光。示例性的，数模转换器单元131可以为14位的ADI/AD9767的数模转换器；此时，第一数字信号的最大值为16383，而第一数字信号的最小值为0。

第一比较器单元141还会将第一比较结果输出至第一选择器单元161，以使第一选择器单元161能够根据该第一比较结果，输出相应的第一地址数据至存储单元121。存储单元121包括多个存储地址，每个存储地址对应存储一个第二数字信号，且各存储地址中前一存储地址存储的第二数字信号小于后一存储地址第二数字信号，即存储单元121的存储地址中存储的第二数字信号为预设上升沿的数字信号。例如，存储单元121包括8000个存储地址，每个存储地址中存储有14位的第二数字信号，且最小存储地址0中存储的为第二数字信号的最小值0，最大的存储地址7999中存储第二数据的最大值16383。

相应的，当第一选择器单元161接收到第一比较结果为计数值大于脉宽信号pulse_width时，第一选择器单元161会输出其端口011处的第一地址数据至存储单元121，使得存储单元121接收到该第一地址数据时，能够输出最小存储地址中的第二数字信号，即第二数字信号的最小值，且该第二数字信号的最小值经数据转换模块102转换为相应的第二模拟信号输出至线性调制型声光调制器40，以使该线性调制型声光调制器40输出第二波形的波谷。

第二比较器单元151用于比较计数器单元111的计数值和上升时间信号rise_time，并输出第二比较结果至第二选择器单元171，以使第二选择器单元171根据该第二比较结果，输出相应的第二地址数据至存储单元121；其中，当第二选择器单元171接收到第二比较结果为计数器单元111的计数值小于上升时间信号rise_time时，该第二选择器单元171输出其端口020的第二地址数据至存储单元121，该第二地址数据为步进信号add_step与前一个时钟信号clk输出的第二地址数据之和，以使存储单元121根据此时输出的第二地址数据，按照步进信号add_step从最小存储地址开始依次输出各存储地址的第二数字信号，直至计数器单元111的计数值等于上升时间信号rise_time，即按照步进信号add_step输出第二数字信号的抽样值，且该第二数字信号的抽样值经数模转换模块102转换为相应的第二模拟信号输出至线性调制型声光调制器40，以使该线性调制型声光调制器40依次输出第二波形的上升沿；当第二选择器单元171接收到第二比较结果为计数器单元111的计数值大于上升时间信号rise_time时，该第二选择器单元171输出其端口021的第二地址数据至存储单元121，使得存储单元121接收到该第二地址数据时，能够输出最大存储地址中的第二数字信号，即第二数字信号的最大值，且该第二数字信号的最大值经数据转换模块102转换为相应的第二模拟信号输出至线性调制型声光调制器40，以使该线性调制型声光调制器40输出第二波形的波峰。其中，步进信号add_step可以等于上升时间信号rise_time除以时钟信号clk的周期。

如此，开关调制型声光调制器和线性调制型声光调制器能够基于同一计数器单元的计数值，分别将连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光，以及将第一波形的脉冲激光调制为第二波形的脉冲激光，以能够优化脉冲激光的输出波形，以及提高脉冲激光的输出能量，以满足测风雷达的需要。

可选的，同步信号发生器10的输入端还接收复位信号reset_n；计数器单元111接收复位信号reset_n，当计数器单元111的计数值达到其最大值计数值时，计数器单元111会将其计数值清零，如此，来控制脉冲激光的周期。

可选的，图6是本发明实施例提供的又一种激光器的输出控制装置的结构框图。同步信号发生器10还包括第一信号放大模块103和第二信号放大模块104；第一信号放大模块103电连接于数模转换模块102的第一输出端与开关调制型声光调制器30之间；第一信号放大模块103用于对第一模拟信号进行信号放大；第二信号放大模块104电连接于数模转换模块102的第二输出端与线性调制型声光调制器40之间；第二信号放大模块104用于对第二模拟信号进行信号放大。

具体的，第一信号放大模块103对第一模拟信号进行信号放大，以优化第一模拟信号的频率、振幅、相位和功率等，从而能够提高第一模拟信号的信噪比，满足开关调制型声光调制器30对输入信号的要求；第二次信号放大模块104对第二模拟信号进行信号放大，以优化第二模拟信号的频率、振幅、相位和功率等，从而能够提高第二模拟信号的信噪比，满足线性调制型声光调制器40对输入信号的要求。其中，第一信号放大模块103可以包括两级信号放大器(U2、U3)，第二信号放大模块也可以包括两级信号放大器(U4、U5)，从而通过两级信号放大器，减少信号畸变和降低带宽，进而增加频带利用率。

示例性的，图7是本发明实施例提供的又一种激光器的输出控制装置的电路图。如图7所示，数模转换器模块例如可以为高速数模转换器(U1)。该数模转换器模块(U1)分别接收时钟信号(CLK1、CLK2)、无线信号(WRT1、WRT2)、14位第一数字信号(P1 DB 0-13)和14位第二数字信号(P2 DB 0-13)。数模转换器模块将其接收的14位的第一数字信号转换相应的电流信号，并经其输出端IOUTA1和IOUTB1输出，使得第一信号放大模块能够对第一数字信号转换的电流信号进行信号放大；数模转换器模块将其接收的14位的第二数字信号转换相应的电流信号，并经其输出端IOUTA2和IOUTB2输出，使得第二信号放大模块能够对第二数字信号转换的电流信号进行信号放大。

第一信号放大模块可以包括电容(C5、C6、C9、C10)、电阻(R1、R2、R4、R5、R6、R7、R8、R9、R20、R21)以及运算放大器(U2和U3)，以能够将第一模拟信号进行信号放大，经第一信号放大模块放大后的第一模拟信号输入至开关型声光调制器30，以使开关型声光调制器30输出第一波形的脉冲激光。第二信号放大模块可以包括电容(C11、C12、C13、C14)、电阻(R10、R11、R12、R13、R15、R17、R18、R19、R22、R23)以及运算放大器(U4和U5)，以能够将第二模拟信号进行信号放大，经第二信号放大模块放大后的第二模拟信号输入至线性型声光调制器40，以使线性型声光调制器40输出第二波形的脉冲激光。

如此，第一模拟信号通过第一信号放大模块的两级信号放大器对其进行信号放大，能够满足开关调制型声光调制器对输入信号的要求；第二模拟信号通过第二信号放大模块和两级信号放大器对其进行信号放大，能够满足线性调制型声光调制器对输入信号的要求，进一步优化脉冲激光的输出波形。

此外，激光器的输出装置还可以包括电流电压转换模块和信号控制模块。其中，电流电压转换模块能够将相应的电源信号(D3V3、A3V3)转换为数模转换模块的供电电源，并提供至数模转换模块的电源信号输入端(DVDD1、DVDD2、AVDD)。相应的，信号控制模块能够提供相应的参考信号(REFIO)、增益信号(GAINCTRL)和电流控制信号(FSAD1和FSAD2)，以控制数模转换模块输出的信号的大小。

示例性的，电流电压转换模块可以包括电容(C1、C2、C3、C4、C7、C8)和电阻(R3)，通过串联和/或并联的方式，将电流信号转换成电压信号。信号控制模块可以包括电容(C15)和电阻(R14、R16)，通过串联和/或并联的方式，控制数模转换模块输出的电流信号的大小。

可选的，图8是本发明实施例提供的又一种激光器的输出控制装置的结构框图。该激光器输出控制装置还包括光放大器50，光放大器50用于将第二波形的脉冲激光放大为第三波形的脉冲激光，其中，第三波形为类梯形波。示例性的，光放大器50为光纤放大器，图9所示为本发明实施例提供的一种第三波形的曲线示意图。

如此，通过光放大器将第二波形进行信号放大，从而能够进一步优化连续单频激光器输出的脉冲激光波形，以及提高脉冲激光的输出能量，满足测风雷达的需要。

本发明实施例还提供一种激光器的输出控制方法，该激光器的输出控制方法可采用本发明实施例提供的激光器的输出控制装置执行。图10是本发明实施例提供的一种激光器输出控制方法的流程示意图。如图10所示，该输出控制方法包括：

S100、同步信号发生器分别获取时钟信号、脉宽信号、上升时间信号以及步进信号。

具体的，同步信号发生器接收的时钟信号与信号的周期相位相关；同步信号发生器接收的脉宽信号与激光脉冲的波形宽度相关；同步信号发生器接收的上升时间信号与激光脉冲的波形的上升沿长度相关；同步信号发生器接收的步进信号与激光脉冲的波形的上升沿的位置相关。其中，步进信号可以等于上升时间信号除以时钟信号的周期。

S200、同步信号发生器根据时钟信号和脉宽信号，控制开关调制型声光调制器将连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光；其中，第一波形为方波。

具体的，同步信号发生器能够通过比较其所接收的时钟信号和脉宽信号的大小关系，并根据时钟信号和脉宽信号的大小关系控制开关调制型声光调制器将连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光。

S300、同步信号发生器根据时钟信号、脉宽信号、上升时间信号以及步进信号，控制线性调制型声光调制器将第一波形调制为第二波形；其中，第二波形为类梯形波。

具体的，同步信号发生器还能够分别比较其所接收的时钟信号和脉宽信号的大小关系以及比较时钟信号和上升时间信号的大小关系，控制线性调制型声光调制器将开关调制型声光调制器输出的第一波形的脉冲激光调制为第二波形的脉冲激光。

在上述方案的基础上，可选的，图11是本发明实施例提供的又一种激光器输出控制方法的流程示意图，如图11所示，本实施例提供的激光器输出控制方法中的同步信号发生器根据时钟信号和脉宽信号，控制开关调制型声光调制器将连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光，具体包括如下步骤：

S201、根据时钟信号进行计数，并在每个时钟信号的上升沿时，计数值加一。

S202、判断计数值是否大于脉宽信号；若是，则执行S203；若否，则执行S204。

S203、输出第一数字信号的最小值。

S204、输出第一数字信号的最大值。

具体的，同步信号发生器根据时钟信号的上升沿进行计数，且在每个时钟信号的上升沿到来时，计数值加一。此时，通过比较计数值与脉宽信号的大小，输出相应的第一数字信号。其中，当计数值小于脉宽信号，输出第一数字信号的最大值，该第一数字信号的最大值经数模转换模块转换为相应的第一模拟信号输出至开关调制型声光调制器，以使开关声光调制器输出第一波形的波峰；当计数值大于脉宽信号，输出第一数字信号的最小值，该第一数字信号的最小值经数模转换模块转换为相应的第一模拟信号输出至开关调制型声光调制器，以使开关声光调制器输出第一波形的波谷。此外，当根据时钟信号的上升沿进行计数的计数值达到预设值，即为最大计数值时，会将其计数值清零，并从零开始重新计数。

如此，开关调制型声光调制器能够根据计数器单元的计数值与脉宽信号的大小，将连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形的脉冲激光。

在上述方案的基础上，可选的，图12是本发明实施例提供的又一种激光器输出控制方法的流程示意图，如图12所示，本实施例提供的激光器输出控制方法中的同步信号发生器根据时钟信号、脉宽信号、上升时间信号以及步进信号，控制线性调制型声光调制器将第一波形调制为第二波形，具体包括如下步骤：

S301、根据时钟信号进行计数，并在每个时钟信号的上升沿时，计数值加一。

S302、判断计数值是否大于脉宽信号；若是，则执行S303。

S303、输出第二数字信号的最小值。

S304、判断计数值是否大于上升时间信号；若是，则执行S305。

S305、输出第二数字信号的最大值；若否，则执行S306。

S306、根据步进信号输出第二数字信号的步进抽样信号。

具体的，同步信号发光器中可以设置有相应的存储单元，该存储单元包括多个存储地址，每个存储地址对应存储一个第二数字信号，且各存储地址中前一存储地址存储的第二数字信号小于后一存储地址第二数字信号，即存储单元的存储地址中存储的第二数字信号为预设上升沿的数字信号。例如，存储单元包括8000个存储地址，每个存储地址中存储有14位的第二数字信号，且最小存储地址0中存储的为第二数字信号的最小值0，最大的存储地址7999中存储第二数据的最大值16383。

由于同步信号发生器根据时钟信号的上升沿进行计数，并在每个时钟信号的上升沿到来时，计数值加一，因此通过比较计数值与脉宽信号的大小，以及比较计数值与上升时间信号的大小，可控制存储单元中相应存储地址的第二数字信号输出。

当计数值大于脉宽信号时，存储单元能够输出最小存储地址中的第二数字信号，即第二数字信号的最小值，且该第二数字信号的最小值经数据转换模块转换为相应的第二模拟信号输出至线性调制型声光调制器，以使该线性调制型声光调制器输出第二波形的波谷；当计数值小于上升时间信号时，存储单元能够按照步进信号从最小存储地址开始依次输出各存储地址的第二数字信号，直至计数值等于上升时间信号，即按照步进信号输出第二数字信号的抽样值，且该第二数字信号的抽样值经数模转换模块转换为相应的第二模拟信号输出至线性调制型声光调制器，以使该线性调制型声光调制器输出第二波形的上升沿；当计数值大于上升时间信号时，存储单元能够输出其最大存储地址中的第二数字信号，即第二数字信号的最大值，且该第二数字信号的最大值经数据转换模块转换为相应的第二模拟信号输出至线性调制型声光调制器，以使该线性调制型声光调制器输出第二波形的波峰。

如此，同步信号发生器根据时钟信号和脉宽信号大小关系，控制开关调制型声光调制器将连续单频激光器输出的连续激光调制为第一波形为方波的脉冲激光；同步信号发生器根据时钟信号、脉宽信号、上升时间信号以及步进信号大小关系，控制线性调制型声光调制器将第一波形为方波的脉冲激光调制为第二波形为上升沿增益小于下降沿增益的类梯形波的脉冲激光，以能够优化脉冲激光的输出波形，以及提高脉冲激光的输出能量，以满足测风雷达的需要。

图13是本发明实施例提供的一种激光测风雷达的结构示意图。如图13所示，该激光测风雷达包括连续单频激光器20、分束器2、环行器3、合束器4、探测单元5、数据处理单元6以及上述实施例提供的任意一种激光器输出控制装置7。

分束器2用于将连续单频激光器20出射的连续激光分束为第一光束和第二光束，第一光束入射至激光器输出控制装置7，第二光束入射至合束器4的第一输入端；激光器输出控制装置7用于将第一光束转换为脉冲激光，并将大部分的光传输至环行器3的第一端；环行器3用于通过第二端出射脉冲激光，并接收回波光束，环行器3的第三端将回波光束传输至合束器4的第二输入端；相应的，探测单元5用于接收来自于激光器输出控制装置7的一小部分的第二光束和回波光束；数据处理单元6用于计算风速。此外，环行器3的第二端还可以连接光学发射天线，用于出射脉冲激光和接收回波光束，当脉冲激光在空气中传播时，由于多普勒效应产生频移，回波光束和第二光束形成拍频，数据处理单元6根据拍频信号计算风速。

如此，本发明实施例提供的激光测风雷达，采用上述实施例提供的激光输出控制装置，以能够优化脉冲激光的输出波形，以及提高脉冲激光的输出能量，以满足测风雷达的需要。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。