高稳光频输出方法及其控制系统技术方案

本发明专利技术涉及光源输出技术领域，具体涉及高稳光频输出方法及其控制系统。采集光源系统的光频信号，调节光源系统的光强、温度和光共振吸收系统温度，绘制光源系统温度‑光频变化关系曲线、第二光共振吸收系统温度‑光频变化关系曲线，比较不同光强下的第二光共振吸收系统温度‑光频变化关系曲线，获取最佳光强、最佳光共振吸收系统温度、最佳光源系统温度，将光源系统调节至最佳光强、最佳光共振吸收系统温度和最佳光源系统温度状态进行高稳光频输出。根据本专利方法能够逐步确定最佳光源系统温度值、最佳光强值和光共振吸收系统温度值，从而确定光源系统的最佳工作状态，将光源系统按照最佳工作状态进行输出，能够获得高稳光频。

Wenguang high frequency output method and its control system

The present invention relates to the technical field of light output, in particular to a high frequency Wenguang output method and its control system. Optical frequency signal acquisition system source, adjust the light source of the radiation intensity, temperature and light absorption system temperature, system temperature rendering light optical frequency curves and second optical resonance absorption curves of temperature optical frequency change system, second optical resonance absorption curves of temperature optical frequency change system under different light intensity. To obtain the best light intensity, the optimum resonance absorption system temperature, optimum source temperature of the system, the light source system adjusted to the optimum light intensity, the best optical resonance absorption system temperature and the optimum temperature state of light source system of high stability optical frequency output. According to the method of the invention can gradually determine the optimum light source system temperature, the best value of light intensity and light absorption system temperature, to determine the best working state of the light system, the light source system in the best working state of the output, can obtain high frequency Wenguang.

【技术实现步骤摘要】
高稳光频输出方法及其控制系统
本专利技术涉及光源输出
，具体涉及高稳光频输出方法及其控制系统。
技术介绍
光强、光源系统温度和光共振吸收系统温度均是影响光源系统光频输出的重要因素。为了实现高温光频输出，需要对光强、光源系统温度和光共振吸收系统温度进行采集，并获取光强、光源系统温度和光共振吸收系统温度分别与光频输出之间的关系，通过改变光强、光源系统温度或光共振吸收系统温度，均能改变光源的输出频率。现有技术中，由于光强、光源系统温度和光共振吸收系统温度对光频的影响差异性较大，若想要获得高稳光频输出，需要综合考虑这三个因素对光频的影响，其难度较大，目前为止并没有获取最佳工作状态(即选取合适的光强、光源系统温度和光共振吸收系统温度)的方法。改变光强一般有两种方式，分别为改变光源的激励功率和光源系统温度。由于新的光源做成之后，相对应的灯激励功率电路已经和它配套，一般情况下不宜随便改变灯激励功率。而由于光源温度分为三个部分：张驰振荡区、平坦区、自蚀区，当光源温度在平坦区变化时，光强的可改变量非常有限，这不便于我们大范围的改变光强来满足实际应用中的需求。因此，需要采取其它措施来达到大范围改变光强的目的。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种能够获取大范围变化的光强值，并根据光强、光源系统温度或光共振吸收系统温度确定光源系统最佳工作状态的高稳光频输出方法及其控制系统。对于本专利技术一种高稳光频输出方法，其技术方案为，采集光源系统的光频信号，调节光源系统的温度，绘制所述光源系统的光源系统温度-光频变化关系曲线，得到所述光源系统温度对光频的拐点，并将该拐点对应的温度作为最终光源系统温度；采集光源系统的光强信号，以所述最终光源系统温度为光源系统的固定温度，在多个不同的光强下调节光共振吸收系统的温度，绘制不同光强下的第二光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线；比较不同光强下的第二光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线，以变化趋势最小的曲线对应的光强为最佳光强、以各个曲线交点对应的温度为最佳光共振吸收系统温度、以最终光源系统温度为最佳光源系统温度，将所述光源系统调节至所述最佳光强、最佳光共振吸收系统温度和最佳光源系统温度状态进行高稳光频输出。进一步的，所述第二光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线根据以下方法绘制：选取梯度变化的多个光强值，并在各个光强值下调节光共振吸收系统温度，使光共振吸收系统温度在范围E1内变化，以F1为采样间隔采集所述光源系统的光频信号，绘制不同光强下的第一光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线；从多组第一光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线中选取几组平滑曲线，将所述几组平滑曲线对应的光强值作为绘制第二光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线时选取的光强值，在所述选取的光强值下调节光共振吸收系统温度，使光共振吸收系统温度在范围E2内变化，以F2为采样间隔采集所述光源系统的光频信号，绘制不同光强下的第二光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线；其中，所述范围E2属于范围E1的一部分，所述F1大于F2。进一步的，所述光强的调节方法包括：所述第一光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线经电反向处理。对于本专利技术一种高稳光频输出控制系统，其技术方案为，包括单片机、光源系统、光共振吸收系统、光强采集仪、光频测量仪和PC机，所述单片机的光源系统温度控制信号输出端与所述光源系统控制信号接收端连接，所述单片机的光共振吸收系统温度控制信号输出端与所述光共振吸收系统温度控制信号接收端连接，所述光源系统的光频信号输出端与所述光频测量仪电连接，所述光源系统的光强信号输出端通过所述光共振吸收系统与所述光强采集仪电连接，所述光频测量仪的光频信号输出端和所述光强采集仪的光强信号输出端分别与所述PC机的数据接收端连接。进一步的，所述光源系统内设有多个衰减度梯度变化的中性衰减滤光片，多个所述中性衰减滤光片均匀设置于一旋转机构上，所述旋转机构通过步进电机与单片机电连接，任意一个所述中性衰减滤光片均可旋转至中心与光束中心轴重合位置。进一步的，所述中性衰减滤光片直径与所述光源系统的光束横截面直径相同。进一步的，所述中性衰减滤光片不少于5个。本专利技术的有益效果：采集光源系统的光强和光频，并通过单片机调节光源系统和光共振吸收系统的温度，能够实时监测光源系统温度、光共振吸收系统温度对光频的影响。在光源系统内设置多个衰减度梯度变化的中性衰减滤光片，并利用步进电机控制各个中性衰减滤光片分别对光束进行衰减，从而获取可大范围变化的光强，解决了光源温度在平坦区变化时，光强的可改变量非常有限的问题。通过绘制系统温度-光频变化关系曲线，能够获取最佳系统温度值，而通过比较不同光强下光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线，能够确定最佳光强值和光共振吸收系统温度值，从而确定光源系统的最佳工作状态，将光源系统按照最佳工作状态进行输出，能够获得高稳光频。附图说明图1为本专利技术一种高稳光频输出控制系统结构框图；图2为本专利技术光源系统温度-光频变化关系曲线图；图3为本专利技术第一光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线图；图4为本专利技术第二光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线图；具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明：如图1所示，本专利技术一种高稳光频输出控制系统包括：单片机、光源系统、光共振吸收系统、光强采集仪、光频测量仪和PC机。单片机的光源系统温度控制信号(即温度控制1)输出端与所述光源系统控制信号接收端连接，单片机的光共振吸收系统温度控制信号(即温度控制2)输出端与光共振吸收系统温度控制信号接收端连接，光源系统的光频信号输出端与光频测量仪电连接，光源系统的光强信号输出端通过光共振吸收系统与光强采集仪电连接，光频测量仪的光频信号输出端和光强采集仪的光强信号输出端分别与PC机的数据接收端连接。光源系统内设有多个衰减度梯度变化的中性衰减滤光片，多个中性衰减滤光片沿圆周方向均匀固定于一个可360°旋转的旋转机构上。旋转机构中心轴与步进电机的驱动轴固定连接，步进电机的控制端与单片机电连接。步进电机没控制旋转机构旋转一个角度，均能使一个中性衰减滤光片中心与光束中轴线重合，且光束横截面的直径与中性衰减滤光片的直径相同。本实施例中采用9个中性衰减滤光片，衰减度为10％～90％，从而可以获取9个光强值，实际使用时，中性衰减滤光片的数量和衰减度可根据实际情况进行选择。为了使光源系统实现高温光频输出，需要使光源系统工作与最佳状态，而最佳状态时对应的最佳光源系统温度、光共振吸收系统温度和光强的获取方式如下：如图2所示为光源系统温度-光频变化关系曲线图，可以看出随着光源温度的改变，系统输出的频率会在1×10～12/℃及4×10～11/℃内变化。通过光强采集仪和光频测量仪分别采集光源系统的光强和光频，单片机调节光源系统的温度，根据光源系统温度与光频的关系绘制光源系统温度-光频变化关系曲线图。由于在光源控温环节中，实测光源温度的变化是很小的，其控温比值在100左右，因此，在做“系统温度-频率”实验时，首先在大范围搜索光源温度对频率的拐点，例如光源温度变化步长为1℃，然后，在此光源温度点小范围内再搜索一次拐点。例如上图，其温度拐点在横轴温度示意值1600点。在上述获得的拐点1600值，按照上述方法，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高稳光频输出方法，其特征在于：采集光源系统的光频信号，调节光源系统的温度，绘制所述光源系统的光源系统温度‑光频变化关系曲线，得到所述光源系统温度对光频的拐点，并将该拐点对应的温度作为最终光源系统温度；采集光源系统的光强信号，以所述最终光源系统温度为光源系统的固定温度，在多个不同的光强下调节光共振吸收系统的温度，绘制不同光强下的第二光共振吸收系统温度‑光频变化关系曲线；比较不同光强下的第二光共振吸收系统温度‑光频变化关系曲线，以变化趋势最小的曲线对应的光强为最佳光强、以各个曲线交点对应的温度为最佳光共振吸收系统温度、以最终光源系统温度为最佳光源系统温度，将所述光源系统调节至所述最佳光强、最佳光共振吸收系统温度和最佳光源系统温度状态进行高稳光频输出。

【技术特征摘要】
1.一种高稳光频输出方法，其特征在于：采集光源系统的光频信号，调节光源系统的温度，绘制所述光源系统的光源系统温度-光频变化关系曲线，得到所述光源系统温度对光频的拐点，并将该拐点对应的温度作为最终光源系统温度；采集光源系统的光强信号，以所述最终光源系统温度为光源系统的固定温度，在多个不同的光强下调节光共振吸收系统的温度，绘制不同光强下的第二光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线；比较不同光强下的第二光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线，以变化趋势最小的曲线对应的光强为最佳光强、以各个曲线交点对应的温度为最佳光共振吸收系统温度、以最终光源系统温度为最佳光源系统温度，将所述光源系统调节至所述最佳光强、最佳光共振吸收系统温度和最佳光源系统温度状态进行高稳光频输出。2.如权利要求1所述高稳光频输出方法，其特征在于，所述第二光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线根据以下方法绘制：选取梯度变化的多个光强值，并在各个光强值下调节光共振吸收系统温度，使光共振吸收系统温度在范围E1内变化，以F1为采样间隔采集所述光源系统的光频信号，绘制不同光强下的第一光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线；从多组第一光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线中选取几组平滑曲线，将所述几组平滑曲线对应的光强值作为绘制第二光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线时选取的光强值，在所述选取的光强值下调节光共振吸收系统温度，使光共振吸收系统温度在范围E2内变化，以F2为采样间隔采集所述光源系统的光频信号，绘制不同光强下的第二光共振吸收系统温度-光频变化关系曲线；其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐永飞，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42