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功率稳定调制系统简介

发布时间:2020-11-05 11:22:21 浏览量:372 作者:Hadlee

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随着激光器应用的领域越来越多,在一些特殊应用下,需要要激光器输出的光功率不可以波动太大。例如,在校准光功率计时,如果光

源输出的功率不稳定,那么校准功率计是非常困难一件事;在研究物质的透射特性的时候,若光源输出功率不稳定,给后级探测也会带

来判断误差。因此出现了多种技术提高激光器输出功率稳定的办法,例如偏振态控制法,纵模控制法等。而这些方法大多数集成在激光

器内部来做输出光功率稳定。如果在外部做功率稳定,可以获得更好地功率稳定,并且在此基础上,还可以做额外的光调制。


功率稳定系统基于传统的PID控制算法,系统结构如下图1所示,主要由光源、调制器、分束棱镜、探测器、控制器、调制器驱动组

成。

一束激光经过调制器后,再由分束棱镜给探测器一部分采样光,探测器将当前的功率信号及功率抖动反馈给控制器,控制器基于反

馈信息给出一个相反的调制信号,由调制器驱动施加在调制器上,最终输出稳定功率的光信号。


在上面的结构中,主要器件有调制器和控制器,调制可以是电光或者声光调制器;控制器集成了PID算法调节反馈电路,如下图2所

在调制器端输入一个稳定功率的参考电平,PD端输入探测器电信号,该信号经过反相后与设置参考电平相加,可以得到一个误差信

号,该误差信号输入到PID控制回路中,该回路输出一个功率补偿信号,功率补偿信号与参考信号相加得到功率稳定信号。该功率稳定

信号输入到调制器,达到输出光功率稳定的目的。


若在上面的基础上,将功率稳定的参考信号换成一个方波调制信号,那么此时既可以控制光的开关,又能保证输出的光信号功率在开启

时刻是稳定的。对于精密加工既需要光源稳定,又需要输出调制信号是非常方便的。


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