一种脉宽控制方法、激光能量控制方法以及相关设备技术

本申请公开一种脉宽控制方法、激光能量控制方法以及相关设备，所述控制方法包括：在温度控制范围内选取若干个离散温度值，并对该离散温度值赋予对应的离散LD脉宽值，所述离散LD脉宽值能够使得所述激光测照器在预设LD电流以及对应的离散温度值条件下，激光测照器的实测激光能量值等于同一类激光测照器所要求的能量值；将若干个离散温度值及其对应的离散LD脉宽值组成离散点，并进行拟合获得LD脉宽

【技术实现步骤摘要】
一种脉宽控制方法、激光能量控制方法以及相关设备


[0001]本专利技术属于LD（激光二极管）泵浦全固态激光
，具体来说，涉及一种适用于同一批激光测照器的脉宽控制方法、激光能量控制方法、装置以及激光测照器。

技术介绍

[0002]激光测照器是激光半主动寻的制导的核心激光装备，通常配套装载于光电吊舱中，工作温度范围为
‑
40℃~70℃，具有激光测距和指示照射的功能。在照射过程中，激光能量的稳定性会影响照射探测距离和激光制导精度，如果能量起伏过大，导引头中激光光斑跟踪器对目标位置的解算将产生较大误差，也对四象限APD探测器的算法提高要求，增加设计难度。因此，激光测照器在
‑
40℃~70℃全温区范围内维持激光能量稳定是该类激光装备研制的一项重要技术指标。
[0003]目前大部分激光测照器中的激光器是采用LD 泵浦Nd:YAG晶体，利用电光调Q实现脉冲激光输出。根据泵浦方式和增益晶体形状的不同，Nd:YAG晶体通常采用圆柱体晶体棒或方形、梯形、平行四边形等板条状结构。为了使得激光器适应
‑
50℃~70℃温度范围内维持激光能量稳定，常规的激光能量控制方法有如下两种：第一种是根据温度范围，分温区进行LD电流补偿，比如在高低温环境下，通过内部程序人为设定增加1A~20A的LD电流以提高激光能量，维持在一定的起伏范围内，这种方法的缺陷是需要预留足够大余量的LD泵浦功率，且每台随机性强，需要每台单独标定补偿，内部控制程序无法形成统一的控制补偿量。第二种是逐点标定补偿法，其根据环境温度每变化1℃或2℃设定一个LD电流值，从
‑
40℃~70℃温度范围逐点标定，这种方法工作量大，且标定误差大，控制程序也无法适用于每台激光器。
[0004]可以看出，上述两种方法都存在共同缺陷，即控制程序不具有普遍性，需要每台单独标定，工作量大，且当设备使用一段时间后需要维护时，需要重新标定补偿，重新更新控制程序，才能维持激光能量维持一定范围内的稳定。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的激光测照器在全温区范围内难以维持激光能量稳定、控制方法复杂的问题，本专利技术提供了一种适用于激光测照器的脉宽控制方法、激光能量控制方法以及相关设备，该激光能量控制方法通过TEC温控和LD脉宽控制的方法，能够维持激光测照器整机在全温区范围内稳定工作。
[0006]为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：第一方面，本申请提供了一种脉宽控制方法，应用于同一类以板条状Nd:YAG晶体为增益介质的激光测照器，包括：在温度控制范围内选取若干个离散温度值，并对该离散温度值赋予对应的离散LD脉宽值，所述离散LD脉宽值能够使得所述激光测照器在预设LD电流以及对应的离散温度值条件下，激光测照器的实测激光能量值等于同一类激光测照器所要求的能量值；
将若干个离散温度值及其对应的离散LD脉宽值组成离散点，并进行拟合获得LD脉宽
‑
LD温度曲线；根据实时获取的LD温度，从LD脉宽
‑
LD温度曲线中获取相应的LD脉宽值，从而控制激光测照器的能量稳定性。
[0007]在一些实施例中，所述若干个离散温度值在所述温度控制范围内等步长选取，所述将若干个离散温度值及其对应的离散LD脉宽值组成离散点，并进行拟合获得LD脉宽
‑
LD温度曲线具体包括：对每个离散温度值多次赋予对应的离散LD脉宽值，并将多次赋予的离散LD脉宽值进行平均获得对应的离散LD脉宽均值；将若干个离散温度值以及对应的离散LD脉宽均值进行多项式拟合，从而获得LD脉宽
‑
LD温度曲线。
[0008]在一些实施例中，所述步长为1℃。
[0009]第二方面，本申请提供了一种激光能量控制方法，包括：在激光测照器工作的全温区范围内预设恒定LD电流；假设全温区范围为，通过上位机设定第一温控值、第二温控值和第三温控值、满足：根据实时获取的LD温度T对激光测照器进行如下温度控制：当T小于第一温控值时，半导体制冷器加热，将LD温度控制在第一温控值；当T大于等于第一温控值且小于等于第二温控值时，半导体制冷器不工作；当T大于第二温控值时，半导体制冷器制冷，将LD温度控制在第二温控值；当T大于第三温控值时，半导体制冷器制冷，将LD温度控制在第三温控值；根据实时获取的LD温度T对激光测照器进行如下脉宽控制：当T小于第一温控值时且不低于时，设置LD脉宽为第一温控脉宽值，所述第一温控脉宽值能够使得所述激光测照器在预设LD电流以及第一温控值条件下，激光测照器的实测激光能量值等于同一类激光测照器所要求的能量值；当T大于等于第一温控值且不超过时，采用上述任一实施例所述的脉宽控制方法来控制激光测照器的脉宽。
[0010]在一些实施例中，当T大于等于第一温控值且不超过时，通过上位机设定正温度温控分界点，其满足：，根据T所在范围对LD脉宽进入如下设定：当T大于等于第一温控值且小于等于正温度温控分界点时，所述LD脉宽
‑
LD
温度曲线采用一次多项式进行拟合；当T大于正温度温控分界点时，所述LD脉宽
‑
LD温度曲线采用n次多项式进行拟合，n≥3。
[0011]在一些实施例中，当T大于正温度温控分界点时，所述LD脉宽
‑
LD温度曲线采用4次多项式进行拟合：其中tp为LD脉宽值，系数a、b、c、d和e开放，方便上位机修改进行标定补偿，使得激光能量值在全温区范围内的起伏大小控制在预设范围内。
[0012]在一些实施例中，第一温控值为
‑
20℃，正温度温控分界点为10℃，第二温控值为40℃，第三温控值为55℃。
[0013]第三方面，本申请提供了一种激光能量控制系统，包括：LD电流设定模块，被配置为在激光测照器工作的全温区范围内预设恒定LD电流；温度控制模块，被配置为根据实时获取的LD温度T对激光测照器进行如下温度控制：当T小于第一温控值时，半导体制冷器加热，将LD温度控制在第一温控值；当T大于等于第一温控值且小于等于第二温控值时，半导体制冷器不工作；当T大于第二温控值时，半导体制冷器制冷，将LD温度控制在第二温控值；当T大于第三温控值时，半导体制冷器制冷，将LD温度控制在第三温控值；其中：全温区范围为，通过上位机设定第一温控值、第二温控值和第三温控值、满足：脉宽控制模块，被配置为根据实时获取的LD温度T对激光测照器进行如下脉宽控制：当T小于第一温控值时且不低于时，设置LD脉宽为第一温控脉宽值，所述第一温控脉宽值能够使得所述激光测照器在预设LD电流以及第一温控值条件下，激光测照器的实测激光能量值等于同一类激光测照器所要求的能量值；当T大于等于第一温控值且不超过时，采用上述任一实施例所述的脉宽控制方法来控制激光测照器的脉宽。
[0014]第四方面，本申请提供了一种激光能量控制装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令
执行任一实施例所述的激本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种脉宽控制方法，应用于同一类以板条状Nd:YAG晶体为增益介质的激光测照器，其特征在于，包括：在温度控制范围内选取若干个离散温度值，并对该离散温度值赋予对应的离散LD脉宽值，所述离散LD脉宽值能够使得所述激光测照器在预设LD电流以及对应的离散温度值条件下，激光测照器的实测激光能量值等于同一类激光测照器所要求的能量值；将若干个离散温度值及其对应的离散LD脉宽值组成离散点，并进行拟合获得LD脉宽
‑
LD温度曲线；根据实时获取的LD温度，从LD脉宽
‑
LD温度曲线中获取相应的LD脉宽值，从而控制激光测照器的能量稳定性。2.根据权利要求1所述的脉宽控制方法，其特征在于，所述若干个离散温度值在所述温度控制范围内等步长选取，所述将若干个离散温度值及其对应的离散LD脉宽值组成离散点，并进行拟合获得LD脉宽
‑
LD温度曲线具体包括：对每个离散温度值多次赋予对应的离散LD脉宽值，并将多次赋予的离散LD脉宽值进行平均获得对应的离散LD脉宽均值；将若干个离散温度值以及对应的离散LD脉宽均值进行多项式拟合，从而获得LD脉宽
‑
LD温度曲线。3.根据权利要求2所述的脉宽控制方法，其特征在于，所述步长为1℃。4.一种激光能量控制方法，其特征在于，包括：在激光测照器工作的全温区范围内预设恒定LD电流；假设全温区范围为，通过上位机设定第一温控值、第二温控值和第三温控值、满足：根据实时获取的LD温度T对激光测照器进行如下温度控制：当T小于第一温控值时，半导体制冷器加热，将LD温度控制在第一温控值；当T大于等于第一温控值且小于等于第二温控值时，半导体制冷器不工作；当T大于第二温控值时，半导体制冷器制冷，将LD温度控制在第二温控值；当T大于第三温控值时，半导体制冷器制冷，将LD温度控制在第三温控值；根据实时获取的LD温度T对激光测照器进行如下脉宽控制：当T小于第一温控值时且不低于时，设置LD脉宽为第一温控脉宽值，所述第一温控脉宽值能够使得所述激光测照器在预设LD电流以及第一温控值条件下，激光测照器的实测激光能量值等于同一类激光测照器所要求的能量值；当T大于等于第一温控值且不超过时，采用权利要求1
‑
3任一项所述的脉宽控制方法来控制激光测照器的脉宽。
5.根据权利要求4所述的激光能量控制方法，其特征在于，当T大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴权，姜明，宋志胜，李洪威，
申请(专利权)人：北京中星时代科技有限公司，
类型：发明
国别省市：