[实用新型]一种激光输出稳定性的监测与反馈控制系统

说明书

本实用新型公开了一种激光输出稳定性的监测与反馈控制系统，包括激光转向装置、色散补偿单元、光功率控制单元、第一分束镜、第二分束镜、光功率探测器、峰值功率探测器、环境监测器和反馈控制器；激光转向装置将入射激光进行三次反射后，依次入射到色散补偿单元、光功率控制单元、第一分束镜、第二分束镜后，被分成三束光，其中一束为出射光，另外两束分别辐射在光功率探测器和峰值功率探测器上；环境监测器的输出端与反馈控制器的输入端相连，峰值功率探测器的输出端、光功率探测器的输出端、激光转向装置的输出端分别与反馈控制器的输入端相连。本实用新型能够实现激光束的实时稳定、对准、定位和调整，可以实时确保光学系统能够稳定高效工作。

技术领域

本实用新型涉及光学控制系统，具体为一种激光输出稳定性的监测与反馈控制系统。

背景技术

精密光学系统的工作性能受到系统中传输的光束质量影响，环境的微弱改变将直接引起光束传播的偏移，光功率以及脉宽等变化，从而降低光学设备的性能。如果不及时进行系统校正，甚至会使其损坏，这往往是对精密的光学设备，如光参量放大器，光参量振荡器，瞬态吸收光谱仪等工作性能造成致命的破坏。当精密光学系统工作时遇到机械振动的冲击，湿度、温度以及风速变化时，必然会发生光束指向和性质的变化。

现有报道的光学系统校准包括手动和自动两种。现有报道的通过手动的方式调节光学系统，效率极低，且很难使复杂光学系统的性能调整到最佳工作状态。现有报道的通过自动调节的方式调节光学系统也不是全自动的，而是在问题发生之后的，人为操作控制器调节。上述的调节均存在滞后性，不能做到根据激光束实时变化的反馈校准控制。并且上述的调节都只是单一针对功率、单一针对峰值功率或单一针对位置偏差的调整，单一的指标不能确保光学系统的正常稳定。

实用新型内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种能够实现激光束的实时稳定对准、定位、调整补偿的激光输出稳定性的监测与反馈控制系统。

技术方案：本实用新型所述的一种激光输出稳定性的监测与反馈控制系统，包括激光转向装置、色散补偿单元、光功率控制单元、第一分束镜、第二分束镜、光功率探测器、峰值功率探测器、环境监测器和反馈控制器；激光转向装置将入射激光进行三次反射后，依次入射到色散补偿单元、光功率控制单元、第一分束镜、第二分束镜后，被分成三束光，其中一束为出射光，另外两束分别辐射在光功率探测器和峰值功率探测器上；环境监测器的输出端与反馈控制器的输入端相连，峰值功率探测器的输出端、光功率探测器的输出端、激光转向装置的输出端分别与反馈控制器的输入端相连，反馈控制器的输出端分别与激光转向装置的输入端、光功率控制单元的输入端、色散补偿单元的输入端相连。

激光转向装置包括第一高反射镜、第一压电驱动镜座、第一电机控制器、第二高反射镜、第二压电驱动镜座、第二电机控制器、第一聚焦透镜、第一四象限二极管、第三高反射镜、第二聚焦透镜和第二四象限二极管；入射的激光依次经过第一高反射镜、第二高反射镜、第三高反射镜后射出；第一高反射镜设置在第一压电驱动镜座上，第一压电驱动镜座与第一电机控制器相连，第二高反射镜设置在第二压电驱动镜座上，第二压电驱动镜座与第二电机控制器相连；激光透过第二高反射镜后经过第一聚焦透镜汇聚在第一四象限二极管上，激光透过第三高反射镜后经过第二聚焦透镜汇聚在第二四象限二极管上。第一聚焦透镜、第二聚焦透镜将透过第二高反射镜、第三高反射镜传输的极其微弱的激光汇聚到第一四象限二极管、第二四象限二极管的探测靶面上，实现高分辨率的光斑位置信息采集。

反馈控制器的输出端分别与第一电机控制器的输入端、第二电机控制器的输入端相连，用于控制其信号输出。第一四象限二极管的输出端、第二四象限二极管的输出端分别与反馈控制器的输入端相连。第一四象限二极管、第二四象限二极管均由硅、锗、硫化镉、硒化镉、硫化铅和铟镓砷中的任意一种材料制成，优选为硅。