【技术实现步骤摘要】
外控制式的紫外激光功率稳定系统
本专利技术属于激光
,具体地说是一种利用信号反馈机制,对紫外激光功率实现稳定控制的光电系统,主要用于实现对紫外激光器输出的光功率的高精度稳定。技术背景紫外激光在科研、工业、军事、医疗等众多领域具有广泛的应用,紫外激光功率的稳定性是这些应用中的一个关键因素。在实际使用中,紫外激光器受到电源电流波动、腔镜、激光模式跳变和环境温度变化等因素影响时,将导致激光器输出功率的波动,也就是激光器输出功率的不稳定。不管什么原因引起的激光功率变化,反映在输出光束上是一个合成的效果,即光功率无规律的起伏。紫外激光器作为这些领域中的重要光源,维持它的功率稳定性尤其重要。因此,需要研制一套可以实时调控紫外激光器的控制系统。目前,国内在基于激光腔外控制的激光功率稳定方面较新的应用,参见《高精度激光束功率稳定器的研究》(姚和军等,计量学报,2000)一文,该文献对基于激光腔外功率稳定控制方法在原理及电路设计上都做出了详细阐述。该方法对工作波长为632.8nm的He-Ne激光器,具有较高的稳定度。但普遍存在的不足之处是其针对632.8nm的可见激光做出稳定,不适应于紫外激光;光路细节处理不够严谨,当激光在空间中传输时,常常会因为光学元件上的瑕疵或空气中的灰尘而散射,未能对散射进行有效处理;未能对光电探测环境进行有效控制,使测量不够精确,暗电流、噪声等受环境影响较大;电信号处理过程繁琐,噪声大。为此,需要研制相应的稳定控制系统,来提高紫外激光器输出功率的稳定性和精度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种外控制式的紫外激光功率稳定系统,以实现2 ...
【技术保护点】
一种外控制式的紫外激光功率稳定系统,包括:紫外激光光源(1),用于产生连续型紫外激光并校准激光光路,输入给起偏器;起偏器(21),用于将紫外激光的圆偏振态调节为线偏振态,并输入给检偏器;检偏器(24),用于检验紫外激光的线偏振态的偏振方向,并把此线偏振态的紫外激光输出给滤光片;滤光片(4),用于衰减线偏振态的紫外激光,并输入到光电前放模块(5);光电前放模块(5),用于对线偏振态的紫外激光依次进行光电转换、放大电信号和还原有效信号,并将该有效信号传输到反馈控制模块(6);反馈控制模块(6),用于实现电信号的运算处理,处理后的电信号输出到电光调制驱动器(7),以输出调节参数,实现对电光调制驱动器(7)的实时调节;其特征在于,还包括紫外环境控制室(2),用于实时调节控制线偏振态的紫外激光传输环境,实现线偏振态的紫外激光的稳定传输;电光调制器(22),用于调节控制线偏振态的紫外激光的光功率;1/4波片(23),用于使紫外激光相位延迟π/2,空间滤波器(25),用于消除系统杂散光;取样器(26),用于将线偏振态的紫外激光分为两路,且反射路传输到激光光功率检测器(8),透射路传输到光学斩波器(3 ...
【技术特征摘要】
1.一种外控制式的紫外激光功率稳定系统,包括:紫外激光光源(1),用于产生连续型紫外激光并校准激光光路,输入给起偏器;起偏器(21),用于将紫外激光的圆偏振态调节为线偏振态;检偏器(24),用于检验紫外激光的线偏振态的偏振方向,并把此线偏振态的紫外激光输出给滤光片;滤光片(4),用于衰减线偏振态的紫外激光,并输入到光电前放模块(5);光电前放模块(5),用于对线偏振态的紫外激光依次进行光电转换、放大电信号和还原有效信号,并将该有效信号传输到反馈控制模块(6);反馈控制模块(6),用于实现电信号的运算处理,处理后的电信号输出到电光调制驱动器(7),以输出调节参数,实现对电光调制驱动器(7)的实时调节;电光调制驱动器(7),用于根据反馈控制模块(6)电信号输出调节参数,实时调节电光调制器(22);激光光功率检测器(8),用于根据输出光测量其光功率值;其特征在于,还包括紫外环境控制室(2),用于实时调节控制线偏振态的紫外激光传输环境,实现线偏振态的紫外激光的稳定传输;电光调制器(22),用于调节控制线偏振态的紫外激光的光功率;1/4波片(23),用于使紫外激光相位延迟π/2,空间滤波器(25),用于消除系统杂散光;取样器(26),用于将线偏振态的紫外激光分为两路,且反射路传输到激光光功率检测器(8),透射路传输到光学斩波器(3);光学斩波器(3),用于调制线偏振态的紫外激光,即按照设定的斩波值对取样器(26)输出的反射路光束进行调制,使该线偏振态的紫外激光具有特定频率,并将调制后的紫外激光输出到滤光片4;所述起偏器(21)、电光调制器(22)、1/4波片(23)、检偏器(24)、空间滤波器(25)和取样器(26)从左至右依次紧密排列,固定在紫外环境控制室(2)内。2.根据权利要求1所述的紫外激光功率稳定系统,其特征在于,紫外激光光源(1),由波长为266nm的全固态激光器(11)、全固态激光反射镜(12)、校准激光器(13)、校准激光反射镜(14)和光阑(15)组成;校准激光器(13)输出的可见激光在校准激光反射镜(14)表面反射,全固态激光器(11)输出的紫外激光在全固态激光反射镜(12)表面反射后通过校准激光在校准激光反射镜(14)上的反射点,输入到光阑(15),通过该光阑(15)将紫外激光的光斑大小调节为2mm2。3.根据权利要求1所述的紫外激光功率稳定系统,其特征在于,所述的紫外环境控制室(2)为长方形结构体,左侧设有可供操作的开口,以调节光路系统结构。4.根据权利要求1所述的紫外激光功率稳定系统,其特征在于,所述的光电前放模块(5),包括紫外探测器(51)、前置放大器(52)、选频电路(53)和检波电路(54);紫外探测器(51)将调制后的紫外激光光信号转换为交流电信号,并输入给前置放大器(52)进行信号放大;放大后的信号通过选频电路(53)锁定后输入给检波电路(54),将其还原为直流电信号。5.根据权利要求1所述的紫外激光功率稳定系统,其特征在于,所述的反馈控制模块(6),其包括A/D模拟数字转换器(62)、FPGA电路(61)、单片机系模块(63)和人机交互界面(64):A/D模拟数字转换器(62),用于对光电前放模块(5)输出的模拟电流信号进行采样,并输入...
【专利技术属性】
技术研发人员:邵晓鹏,王琳,丁钟奎,应承平,王恒飞,吴斌,史学舜,刘红元,刘玉龙,陈坤峰,李国超,王洪超,
申请(专利权)人:西安电子科技大学,中国电子科技集团公司第四十一研究所,
类型:发明
国别省市:陕西;61
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