專利名稱：基于模數(shù)軌跡控制的激光器預(yù)熱方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，主要涉及一種基于模數(shù)軌跡控制的激光器預(yù)熱方法。
背景技術(shù)：
在激光應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，激光器預(yù)熱控制算法會(huì)影響到激光器的穩(wěn)頻精確度，其表現(xiàn)在穩(wěn)頻轉(zhuǎn)換點(diǎn)溫度影響激光器輸出光的頻率。傳統(tǒng)的激光器預(yù)熱使用恒值加熱的方法， 若激光器所處環(huán)境溫度差異較大，便難以獲得預(yù)期的預(yù)熱效果。近幾年，哈爾濱工業(yè)大學(xué)提出了一種基于溫度軌跡控制的塞曼穩(wěn)頻激光器預(yù)熱方法。這種方法可顯著減小預(yù)熱時(shí)間， 提高穩(wěn)頻效率，同時(shí)可在不同溫度環(huán)境下兼顧預(yù)熱效率和穩(wěn)頻精確度。但由于激光管的測(cè)溫傳感器放置于激光管的外壁且預(yù)熱過程中激光管升溫迅速，該傳感器無法準(zhǔn)確而實(shí)時(shí)地測(cè)量激光管內(nèi)部溫度值，進(jìn)而影響激光器穩(wěn)頻轉(zhuǎn)換點(diǎn)的判斷和激光器的預(yù)熱效果。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述不足，本發(fā)明提出了一種基于模數(shù)軌跡控制的激光器預(yù)熱方法，該方法可以降低預(yù)熱過程中對(duì)于溫度實(shí)時(shí)測(cè)量的要求，精確判斷穩(wěn)頻轉(zhuǎn)換點(diǎn)，增強(qiáng)激光器的穩(wěn)頻精確度。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是(I)激光管自然預(yù)熱至熱平衡狀態(tài)，該狀態(tài)下激光管的溫度為Tb，在此期間記錄激光管的溫度T、出射的雙頻激光的光功率P1和P2以及功率差ΛΡ = P1-P2 ；(2)根據(jù)功率差Λ P與溫度T之間的關(guān)系，計(jì)算出激光管每換一個(gè)模升高的溫度 T5 ;(3)確定激光器的穩(wěn)頻控制點(diǎn)溫度Tset’且Tsrt > Tb ；(4)開啟激光器，測(cè)量激光管初始溫度Ttl,并根據(jù)Ttl和Tsrt規(guī)劃激光管預(yù)熱過程的模數(shù)軌跡曲線，該曲線上的整數(shù)模數(shù)點(diǎn)Ni與相應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)\由以下公式進(jìn)行描述
權(quán)利要求
1. 一種基于模數(shù)軌跡控制的激光器預(yù)熱方法，其特征是該方法步驟如下(1)激光管自然預(yù)熱至熱平衡狀態(tài)，該狀態(tài)下激光管的溫度為Tb，在此期間記錄激光管的溫度T、出射的雙頻激光的光功率P1和P2以及功率差ΛΡ = P1-P2 ；(2)根據(jù)功率差ΛΡ與溫度T之間的關(guān)系，計(jì)算出激光管每換一個(gè)模升高的溫度Ts；(3)確定激光器的穩(wěn)頻控制點(diǎn)溫度Tsrt，且Tsrt> Tb ；(4)開啟激光器，測(cè)量激光管初始溫度Ttl,并根據(jù)Ttl和Tsrt規(guī)劃激光管預(yù)熱過程的模數(shù)軌跡曲線，該曲線上的整數(shù)模數(shù)點(diǎn)Ni與相應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)\由以下公式進(jìn)行描述N, = U (卜 g'"' )式中i = 0，1，2. . . η，η為激光管從開始預(yù)熱到完成預(yù)熱需要走過的模數(shù)值，tc為預(yù)熱時(shí)間常數(shù)，且t。> O ；(5)激光器進(jìn)入預(yù)熱階段，根據(jù)△P的變化情況記錄激光器的換模數(shù)量M ;(6)在時(shí)間點(diǎn)\上監(jiān)測(cè)M與Ni之間的差值，并將差值輸入到控制器中，控制器根據(jù)此差值調(diào)整加熱電壓Vh的大小，使得M的值與Ni的值保持相等；當(dāng)換模數(shù)量M = η時(shí)，激光器預(yù)熱過程結(jié)束，進(jìn)入穩(wěn)頻控制階段。
全文摘要
基于模數(shù)軌跡控制的激光器預(yù)熱方法屬于激光應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域；該方法首先確定激光管每換一個(gè)模所需要的溫度變化值，爾后確定穩(wěn)頻轉(zhuǎn)換點(diǎn)的溫度以及激光管初始溫度，根據(jù)以上數(shù)據(jù)，規(guī)劃激光管預(yù)熱模數(shù)軌跡，在特定時(shí)間點(diǎn)上監(jiān)測(cè)激光器預(yù)熱階段的換模數(shù)M與軌跡上的模數(shù)點(diǎn)Ni(i＝0，1，2...n)的差值，其中n為激光管從開始預(yù)熱到完成預(yù)熱需要走過的模數(shù)值，控制器根據(jù)二者差值調(diào)整激光器的加熱電壓，使M的值與Ni的值保持相等，激光器的模數(shù)計(jì)數(shù)值M＝n時(shí)預(yù)熱完成，即可進(jìn)入到穩(wěn)頻控制階段；該方法可以降低預(yù)熱過程中對(duì)于溫度實(shí)時(shí)測(cè)量的要求，有利于精確判斷穩(wěn)頻轉(zhuǎn)換點(diǎn)，增強(qiáng)激光器的穩(wěn)頻精確度。
文檔編號(hào)H01S3/13GK102610990SQ20121006902
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者刁曉飛, 白洋, 胡鵬程, 譚久彬 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)