[发明专利]一种基于饱和吸收谱智能识别技术的激光自动稳频系统

摘要

本发明提供一种基于饱和吸收谱智能识别技术的激光自动稳频系统，包括激光闭环锁定回路和自动重锁定回路。闭环锁定回路由原子吸收气室、基于饱和吸收谱的鉴频器和反馈控制器组成，实现激光频率的闭环锁定；自动重锁定回路将人工智能中的模式识别技术与经典光电技术相结合，从而能够准确地自动调谐激光器的工作状态、搜索饱和吸收谱中的锁定点。当激光频率处于锁定状态时，激光闭环锁定回路保持工作实现激光频率的锁定；当激光频率处于脱锁状态时，重锁定回路通过一系列自动化的操作将激光频率重新锁定。能够实现激光频率的一键式自动锁定和失锁后自动重锁，具有功能强大、智能化程度高、鲁棒性强、适用性广的特点。本发明应用于激光稳频领域。

主权项

1.一种基于饱和吸收谱智能识别技术的激光自动稳频方法，其特征在于双回路控制结构：/n锁频状态监控器实时监控稳频系统的工作状态：/n若激光频率处于锁定状态，激光闭环锁定回路保持工作，使激光频率锁定在目标频率值；/n若激光频率处于脱锁状态，启动自动重锁定回路，经过选择激光器输出模式、基于饱和吸收谱的智能识别与分类调节激光器的工作状态、确定饱和吸收谱中的目标锁定点三个步骤，将激光频率重新调节至有效锁频范围，并激活闭环锁定回路实现激光频率的重新锁定；/n若激光频率处于脱锁状态下的操作具体包括：/nB1、自动地调节激光器的输出模式，使其输出模式的频率范围包含目标频率值；/nB2、自动地将激光器调节至良好的单模输出状态，良好的单模输出状态表示激光器具有较宽的无跳模调谐范围状态，其中，以饱和吸收谱的智能识别技术对当前激光的饱和吸收谱进行分类，根据分类结果调节和判断激光器的工作状态，使激光器工作在以标准饱和吸收谱表征的较宽的无跳模调谐范围状态；/nB3、搜索并定位标准饱和吸收谱中的目标可锁定点，将激光频率缩放至目标锁定点对应的有效锁频范围内；/n在步骤B2中，所述饱和吸收谱的智能识别技术包括离线处理与实时处理，具体包括：/nB21、在离线处理中，在多种情况下采集若干饱和吸收谱作为样本，并对每一个样本中所对应的激光器工作状态进行标注，构成训练样本集；/nB23、根据特征提取算法从每一个饱和吸收谱样本中提取特征向量，构成特征向量训练集；/nB24、构建分类器，利用特征向量训练集对分类器进行训练，并将样本的分类结果与标注真值进行误差检验，以优化分类器的参数；/nB25、在实时处理中，实时地获取当前激光器状态的饱和吸收谱信号，根据与步骤B23相同的特征提取算法提取特征向量，利用步骤B24中优化后的分类器对实时饱和吸收谱进行分类，根据分类结果确定此时激光器是否工作在较宽的无跳模调谐范围状态。/n