一种激光器输出功率控制装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种激光器输出功率控制装置及其控制方法，属于激光器控制技术领域，解决了现有激光器无法实现连续调节、精准控制激光输出功率的问题。其中，激光器输出功率控制装置，包括衰减器和控制器，衰减器包括中性衰减片以及用于驱动中性衰减片转动的驱动机构；中性衰减片的表面具有镀膜的衰减区域，衰减区域具有第一衰减边界和第二衰减边界，由第一衰减边界至第二衰减边界的镀膜厚度线性增加；控制器与衰减器电性连接，并基于预定程序控制驱动机构转动，以控制衰减区域的转动角度，实现激光器输出功率的连续调节和精准控制。本发明专利技术实现了固定功率输出型激光器的功率自动控制，具有方便快捷、控制灵活、精确的优点。精确的优点。精确的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种激光器输出功率控制装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及激光器控制
，特别是涉及一种激光器输出功率控制装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]现有商品化激光器的激光功率输出是固定不变的，但在实际应用当中，经常需要变换激光功率，从而摸索到最佳的激发条件。
[0003]在使用激光拉曼光谱仪对同一样品进行测试分析时，不同激发功率得到的光谱信息有所不不同。以拉曼光谱为例，拉曼信号属于弱信号，通常情况下需要足够的激光功率激发样品才能检测到其拉曼信号。尤其是拉曼活性较弱的分子结构性，需要较强的激光功率才能够显现。然而，较高的激光功率又可能对样品的分子结构造成影响，比如引起样品化学结构的无序或者相变等，这些会表现为拉曼谱峰参数的变化，如峰宽变化，峰位移动等等。这时要得到反映样品真实化学结构特征的拉曼光谱，就需要准确设定、精细调节激光功率。
[0004]然而，现有激光器无法实现连续调节、精准控制激光功率，因此，急需提供一种激光器输出功率控制装置，以实现连续调节、精准控制激光器的输出功率。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的分析，本专利技术旨在提供一种激光器输出功率控制装置及其控制方法，用以解决现有激光器无法实现连续调节、精准控制激光输出功率的问题。
[0006]本专利技术的目的主要是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种激光器输出功率控制装置，包括：
[0008]衰减器，衰减器包括中性衰减片以及用于驱动中性衰减片转动的驱动机构；中性衰减片的表面具有镀膜的衰减区域，衰减区域具有第一衰减边界和第二衰减边界，由第一衰减边界至第二衰减边界的镀膜厚度线性增加；
[0009]控制器，控制器与衰减器电性连接，并基于预定程序控制驱动机构转动，以控制衰减区域的转动角度。
[0010]进一步地，中性衰减片为圆形，第一衰减边界和第二衰减边界径向设置。
[0011]进一步地，衰减区域的角度为270
°
。
[0012]进一步地，中性衰减片采用紫外熔融石英基底，中性衰减片的表面镀膜为铬镍铁合金金属膜。
[0013]进一步地，驱动机构包括步进电机和传动组件，步进电机通过传动组件驱动中性衰减片转动。
[0014]进一步地，传动组件包括主动轮、从动轮和同步带，步进电机的输出轴与主动轮连接，主动轮通过同步带与从动轮连接，从动轮通过旋转轴与中性衰减片的中心处连接。
[0015]进一步地，衰减器还包括外壳，外壳具有容纳空间，并且贯穿设有供入射光通过的通光窗口；驱动机构与外壳固定连接，中性衰减片位于外壳的容纳空间内，入射光通过通光
窗口时穿过中性衰减片。
[0016]进一步地，衰减器还包括支撑架，支撑架通过螺栓与外壳固定连接。
[0017]进一步地，支撑架包括底座和支柱，支柱的底端设于底座上，底座与支柱呈L型结构，支柱的顶端与外壳的底端连接。
[0018]进一步地，激光器输出功率控制装置还包括直流电源，以备为控制器供电；控制器具有第一接口、第二接口和第三接口，控制器的第一接口通过USB电缆与计算机连接，控制器的第二接口通过四芯电缆与步进电机连接，控制器的第三接口通过电源线与直流电源连接。
[0019]进一步地，第二接口的数量可以为3个，每个第二接口均通过一USB电缆与计算机连接，一个控制器同时控制三个衰减器。
[0020]一种激光器输出功率控制装置的控制方法，包括步骤：
[0021]获取标定测试结果；其中，标定测试结果包括转动角度与输出功率的映射关系；
[0022]根据标定测试结果进行预定程序编写；
[0023]将预定程序下发至控制器，以指示控制器根据预定程序控制驱动机构转动。
[0024]进一步地，获取标定测试结果的过程，包括步骤：
[0025]获取第一输出功率以及对应的第一转动角度；
[0026]获取第二输出功率以及对应的第二转动角度；
[0027]根据第一输出功率、第一转动角度、第二输出功率和第二转动角度建立输出功率与转动角度的映射关系。
[0028]进一步地，根据标定测试结果进行预定程序编写，包括步骤：
[0029]根据标定测试结果对应的转动角度，确定对应的控制器的控制参数，作为预定程序；其中，控制参数用于约束驱动机构转动的角度。
[0030]进一步地，根据第一输出功率、第一转动角度、第二输出功率和第二转动角度建立输出功率与转动角度的映射关系的过程，包括步骤：
[0031]根据第一输出功率与第二输出功率的差值，以及第一转动角度与第二转动角度的差值，根据差值间的线性相关，确定输出功率与转动角度的映射关系。
[0032]进一步地，根据第一输出功率、第一转动角度、第二输出功率和第二转动角度建立输出功率与转动角度的映射关系的过程，包括步骤：
[0033]建立神经网络模型，将第一输出功率、第一转动角度、第二输出功率和第二转动角度作为神经网络模型的训练集进行迭代训练，确定输出功率与转动角度的映射关系。
[0034]进一步地，根据第一输出功率、第一转动角度、第二输出功率和第二转动角度建立输出功率与转动角度的映射关系的过程，还包括步骤：
[0035]为神经网络模型建立损失函数和预测函数，通过损失函数和预测函数获得输出功率与转动角度的映射关系的权重。
[0036]进一步地，损失函数如下式：
[0037][0038]其中，α
P
表示神经网络模型的预测值，α
T
表示预测值的输入值，δ表示用于防止过拟合的变量；Ω
α
表示权重；
[0039]预测函数如下式：
[0040][0041]其中，β
T
表示训练集的输入值，β
P
表示训练集的输出值。
[0042]一种激光器输出功率控制装置的控制装置，包括：
[0043]标定获取模块，用于获取标定测试结果；其中，标定测试结果包括转动角度与输出功率的映射关系；
[0044]控制设定模块，用于根据标定测试结果进行预定程序编写；
[0045]控制下发模块，用于将预定程序下发至控制器，以指示控制器根据预定程序控制驱动机构转动。
[0046]一种计算机存储介质，其上存储有计算机指令，计算机指令被处理器执行时实现上述任一实施例的激光器输出功率控制装置的控制方法。
[0047]一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述任一实施例的激光器输出功率控制装置的控制方法。
[0048]与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益效果之一：
[0049]a)本专利技术提供的激光器输出功率控制装置，实现了固定功率输出型激光器的功率连续调节、自动控制功能，具有方便快捷、控制灵活、精确的优点。
[0050]b)本专利技术提供的激光器输出功率控制装置，通过在中性衰减片的表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光器输出功率控制装置，其特征在于，包括：衰减器(100)，所述衰减器(100)包括中性衰减片(1)以及用于驱动所述中性衰减片(1)转动的驱动机构(2)；所述中性衰减片(1)的表面具有镀膜的衰减区域(13)，衰减区域(13)具有第一衰减边界(11)和第二衰减边界(12)，由第一衰减边界(11)至第二衰减边界(12)的镀膜厚度线性增加；控制器(200)，所述控制器(200)与所述衰减器(100)电性连接，并基于预定程序控制驱动机构(2)转动，以控制所述衰减区域(13)的转动角度。2.根据权利要求1所述的激光器输出功率控制装置，其特征在于，所述中性衰减片(1)为圆形，所述第一衰减边界(11)和所述第二衰减边界(12)径向设置。3.根据权利要求1所述的激光器输出功率控制装置，其特征在于，所述中性衰减片(1)采用紫外熔融石英基底，所述中性衰减片(1)的表面镀膜为铬镍铁合金金属膜。4.根据权利要求1所述的激光器输出功率控制装置，其特征在于，所述驱动机构(2)包括步进电机(21)和传动组件，所述步进电机(21)通过传动组件驱动所述中性衰减片(1)转动。5.根据权利要求1至4任一项所述的激光器输出功率控制装置，其特征在于，还包括直流电源(400)，以备为所述控制器(200)供电。6.一种如权利要求1至5任一项所述的激光器输出功率控制装置的控制方法，其特征在于，包括步骤：获取标定测试结果；其中，所述标定测试结果包括转动角度与输出功率的映射关系；根据所述标定测试结果进行预定程序编写；将所述预定程序下发至所述控制器(200...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨丹，杨军涛，熊欣，陈伟十，王锟，
申请(专利权)人：北京皇朝科技有限公司，
类型：发明
国别省市：