一种基于镜体温度的谐振式高速振动反射镜驱动频率设置方法技术

本发明专利技术提供了一种基于镜体温度的谐振式高速振动反射镜驱动频率设置方法。本方法使用温度传感器安装在谐振式高速振动反射镜的镜体上，由于镜体驱动频率需要设置与固有频率一致，且镜体固有频率与温度对应值可以通过前期的光学方法进行标定，因此通过测量镜体扭杆处的温度，对比前期的标定值，获取对应状态下的谐振式高速振动反射镜镜体固有频率，可以快速实现驱动频率的设置。实现驱动频率的设置。实现驱动频率的设置。

【技术实现步骤摘要】
一种基于镜体温度的谐振式高速振动反射镜驱动频率设置方法


[0001]本专利技术属于光学调制的
，特别涉及一种基于镜体温度的谐振式高速振动反射镜驱动频率设置方法。

技术介绍

[0002]谐振式高速振动反射镜是光学调制的关键器件之一，它的主要作用为：调制目标信号及抑制目标的背景辐射。
[0003]由于在实际使用过程中，谐振式高速振动反射镜需要工作在谐振驱动状态下，即需要将驱动频率调节至与谐振式高速振动反射镜镜体固有频率一致，从而产生谐振，谐振时的频率即为谐振式高速振动反射镜的谐振频率。因此需要对谐振式高速振动反射镜的固有频率进行实时测量，以便于进行实时的驱动频率调整。
[0004]传统方法使用加速度传感器获取谐振式高速振动反射镜的运动信息，加速度传感器产生的电荷量与加速度成线性关系，因此能够反映出加速度的实时变化，从而反映出谐振式高速振动反射镜的谐振频率和实时振幅信息。通过加速度传感器产生反馈信号，利用反馈信号幅度值作为谐振式高速振动反射镜振幅参考值，从而进行频率调节，再通过实时振幅进行频率调节，判断是否达到谐振驱动状态。而用这种方法进行频率测量，一方面，在实际使用过程中，加速度传感器获取的信号频率稳定性不足，受限于加速度传感器本身精度，更受限于信号传输线路的抗干扰能力。在实验室环境下测量信号较为稳定，但在实际应用，尤其是较为复杂的工作场景中，容易受到电磁干扰与其他噪声干扰，难以满足需求。另一方面，在进行谐振式高速振动反射镜驱动频率调节设置时，需要通过测量得到的实时振幅作为参考，动态调整驱动频率，达到最佳振幅时对应的驱动频率即为此时的最佳频率，也就是谐振式高速振动反射镜的谐振频率。这种方法进行驱动频率设置，由于需要一定的调节时间来判断是否达到最佳振幅，因此频率确定速度较慢。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提出一种基于镜体温度的谐振式高速振动反射镜驱动频率设置方法，通过测量镜体温度，间接测量得到谐振式高速振动反射镜的固有频率，从而进行谐振式高速振动反射镜的驱动频率调整设置。克服在传统的频率测量方法中，使用加速度传感器进行闭环控制时，频率确定速度较慢的问题。通过对谐振式高速振动反射镜镜体温度的实时测量和前期进行的频率标定，间接得到当前状态下驱动频率的设置值。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]基于镜体温度的谐振式高速振动反射镜驱动频率设置方法，通过测量谐振式高速振动反射镜的镜体扭杆结构的温度，来测量谐振式高速振动反射镜的固有频率。
[0008]所述的温度传感器通过螺柱安装在谐振式高速振动反射镜镜体的扭杆上；
[0009]所述的温度传感器用于测量谐振式高速振动反射镜镜体扭杆的实时温度；
[0010]所述的谐振式高速振动反射镜，在正常工作时，需要调整驱动频率，使驱动频率与谐振式高速振动反射镜固有频率一致，从而产生谐振，谐振时的频率即为谐振式高速振动反射镜的谐振频率；
[0011]所述的驱动频率设置方法通过测量温度得到谐振式高速振动反射镜的固有频率，间接得到谐振式高速振动反射镜当前状态下的驱动频率设置值；
[0012]所述的测量方法前期需要用光学方法进行频率的标定；具体方法为：根据谐振式高速振动反射镜的工作特性，在驱动电压大小保持不变的情况下，将驱动频率调节到与固有频率一致时为谐振状态，谐振状态下的谐振式高速振动反射镜振幅达到最大。又因为谐振式高速振动反射镜会进行高速振动从而将光斑拉长，光斑拉长的程度即对应振幅大小，通过观察光斑拉长的程度即可进行振幅大小的判断。因此可以通过观察光斑拉长的程度，调整驱动频率，找到每个温度下的最佳振幅，调整到最佳振幅即对应已达到谐振状态，此时所设置的驱动频率与谐振式高速振动反射镜固有频率一致，进而得到各个状态下的固有频率。所述的谐振式高速振动反射镜镜体的扭杆结构上安装温度传感器，测量得到镜体扭杆的实时温度，根据前期的标定值，从镜体的实时温度可以得到对应的频率信息，从而进行谐振式高速振动反射镜驱动频率设置。
[0013]所述的基于镜体温度的谐振式高速振动反射镜驱动频率设置方法，使用温度传感器测量谐振式高速振动反射镜镜体扭杆的温度，通过前期进行的频率的标定，得到对应温度下的固有频率信息，再通过调节驱动频率与固有频率一致，即可实现谐振式高速振动反射镜的谐振驱动。
[0014]本专利技术和现有方法相比的优点在于：
[0015]1、使用温度传感器测量镜体温度，间接得到谐振式高速振动反射镜的固有频率，不需要安装使用传统方法中使用的加速度传感器。
[0016]2、通过使用加速度传感器测量得到的实时振幅，进行驱动频率的调节时需要进行遍历查询，需要一定的调节时间，而通过使用温度传感器测量得到频率信息，进行谐振式高速振动反射镜驱动频率调节方便快速，大量缩短了调节时间。
附图说明
[0017]图1为温度传感器在谐振式高速振动反射镜安装位置图；
[0018]图2为基于镜体温度的谐振式高速振动反射镜驱动频率设置方法流程图。
具体实施方式
[0019]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0020]在测量前，首先需要进行谐振式高速振动反射镜固有频率的标定。在镜体上安装温度传感器，保持温度传感器与上位PC机之间的信息传输，此时上位PC机能够实时读取谐振式高速振动反射镜镜体温度。再利用光学方法确定谐振式高速振动反射镜在各个温度下的固有频率，并将温度传感器采集得到的温度信息与谐振式高速振动反射镜各个温度的固
有频率数据整理后进行对应标定，重复多次温度标定实验以减少误差。
[0021]上述光学方法具体方法为：根据谐振式高速振动反射镜的工作特性，在驱动电压大小保持不变的情况下，将驱动频率调节到与固有频率一致时为谐振状态，谐振状态下的谐振式高速振动反射镜振幅达到最大。又因为谐振式高速振动反射镜会进行高速振动从而将光斑拉长，光斑拉长的程度即对应振幅大小，通过观察光斑拉长的程度即可进行振幅大小的判断。因此可以通过观察光斑拉长的程度，调整驱动频率，找到每个温度下的最佳振幅，调整到最佳振幅即对应已达到谐振状态，此时所设置的驱动频率与谐振式高速振动反射镜固有频率一致，进而得到各个温度下的固有频率。
[0022]如图1所示，本专利技术的温度传感器安装位置图，温度传感器安装在指定位置，在扭杆结构上采用螺柱安装方式，在温度传感器与扭杆之间垫上导热材料以进行导热，保持较大的接触面，进行充分的热量传导。
[0023]如图2所示，本专利技术的基于镜体温度的谐振式高速振动反射镜驱动频率设置方法流程图，通过温度传感器将所测量的镜体扭杆温度信息转化为电信号，并传输至上位PC机进行存储；
[0024]上位PC机通过对比扭杆的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于镜体温度的谐振式高速振动反射镜驱动频率设置方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、在谐振式高速振动反射镜的镜体上安装温度传感器；所述的温度传感器用于测量谐振式高速振动反射镜镜体扭杆位置的实时温度；步骤2，利用光学方法确定谐振式高速振动反射镜在各个温度下的固有频率，并将温度传感器采集得到的温度信息与谐振式高速振动反射镜各个温度的固有频率进行对应标定；步骤3，根据对应标定数据，通过测量温度得到谐振式高速振动反射镜的固有频率，从而对谐振式高速振动反射镜的驱动频率进行设置，使得谐振式高速振动反射镜工作在谐振状态。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，谐振式高速振动反射镜工作在谐振状态具体为，谐振式高速振动反射镜固有频率与驱动频率一致时的状态即为谐振状态，谐振状态时的频率为谐振式高速振动反射镜的谐振频率。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：任栖锋，彭勃，黄宝锐，彭翔，韩维强，赵旭龙，李素钧，廖胜，
申请(专利权)人：中国科学院光电技术研究所，
类型：发明
国别省市：