[实用新型]可调谐激光器的闭环反馈智能控制系统

说明书

技术领域

本实用新型是一种可调谐激光器的闭环反馈智能控制系统，属于光电子、激光、光学频率变换和光电子与光通信控制应用领域。

背景技术

一直以来，通过光学参量激光器中加入可调谐的光学元件后，产生可调谐激光输出，得到应用领域所需要的激光频率，已经成为国内外多年来研究的热点之一，以及不同波段，如紫外、可见到近中红外、以及THz波段的连续可调谐激光的广泛应用，特别是在激光医学和生物学，激光化学和同位素分离，大气环境监测，微加工技术到物质系统的微观结构分析的需求，使得研究者们采用不同的技术研发可调谐激光器，使得可调谐激光器输出的波段越来越宽。目前，在可调谐激光器件中，高功率高光束质量的连续或脉冲激光器作为泵浦光源和适合于不同波段的优质的非线性光学晶体的问世，可调谐光学参量激光器的研究不再成为难题。但是，到目前为止，在可调谐激光器中的调谐部件，有的是采用手动来调整放置非线性晶体的机械装置，或控制谐振腔中的色散元件；有的是通过微机智能控制放置非线性晶体的机械装置，或控制可调谐激光器的色散元件，以达到所需要的激光连续输出。近年来也出现不少对于使用计算机/单片机控制机械执行机构，用以调谐激光器的输出光波长的报道和实验。但是大多只能局限于专用/专有设备，作用某一种晶体的专用角度调谐控制系统。而且其功能上大都不够完善，不能完成诸如自动定标、输出波长检测等复杂操作。而这些在实际操作中，不管是手动或智能控制都不能直接测量可调谐激光器输出的激光，必须通过检测设备将输出激光的能量和波长检测出来。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服了现有的调谐控制系统的不能完成输出波长自动定标、输出波长检测复杂的缺陷，提出了一种可调谐激光器的闭环反馈智能控制系统，该系统采用闭环反馈控制，自动控制可调谐激光器输出的激光参数。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案。本系统包括抽运源、可调谐激光器、分光镜、光栅单色仪、数据采集系统、通信部分、执行机构、非线性晶体、用于放置非线性晶体的机械转台、以及主机。其中：由抽运源发出的激光抽运可调谐激光器，由可调谐激光器输出的激光经分光镜后一部分输出应用，另一部分被光栅单色仪接收，经后续的电路来形成闭环控制，具体为：光栅单色仪的输出端与数据采集系统相连，接收输出激光的参数，以精确反馈给通信系统，数据采集系统通过通讯部分与主机相连，通讯部分通过执行机构与放置非线性晶体的机械转台相连.数据采集系统通过光栅单色仪采集分光镜的输出激光参数，并经通讯部分传送给主机，主机将采集的激光参数与在主机内预先设置的激光参数进行比较，根据二者之间的差值形成控制信号，该控制信号通过通讯部分和执行机构控制机械转台旋转，进而控制非线性晶体的角度，调节激光的输出参数与主机内预先设置的激光参数一致，形成闭环控制。

所述的数据采集系统包括依次连接的光电探头、放大器、增益控制器、噪声消除、可控积分器和模数转换器，光电探头接收光栅单色仪的输出激光，模数转换器与通讯部分相连。

所述的执行机构包括第一电机控制器和第二电机控制器，分别与机械转台相连接，控制机械转台的角度。

本实用新型以计算机为主机完成对整个光路系统激光输出参数的闭环控制，能够实现对激光器的输出波长的自动定标、自动的完成功率检测和调节、波长和功率监测报警等多种功能。

闭环反馈智能控制系统，能够满足人机对话，对可调谐激光器输出的波长进行控制，并同时通过数据采集检测设备将检测的输出波长反馈给通信机构，再进一步精确控制输出的激光。该闭路反馈智能控制系统只适用于非线性晶体的角度调谐激光系统，可以按照需要，方便地在主机上输入不同非线性晶体的调谐角度数据进行控制，也就是整合机械转台控制器、单色仪、功率计等设备，以计算机为主机对其统一控制，实现可调谐激光器的输出波长的自动定标、智能的波长输出、自动功率检测和调节、波长和功率监测等多种功能于一身的软、硬件系统。

附图说明

图1可调谐激光器闭环反馈控制系统原理图的俯视图

图2可调谐激光器闭环反馈控制系统中的数据采集系统结构框图

图3可调谐激光器的闭环反馈控制系统中的通信系统结构框图