數(shù)字化全固態(tài)連續(xù)單頻激光器溫度控制系統(tǒng)的研制.pdf

1、激光器技術(shù)飛速發(fā)展,全固態(tài)連續(xù)單頻綠光激光器以其線寬窄、相干長度長、噪聲低等的優(yōu)良特性,在量子信息、量子光學(xué)和冷原子物理等研究領(lǐng)域扮演著越來越重要的角色。隨著研究工作的不斷深入,人們對激光光源的穩(wěn)定性、安全性、可操作性也提出了愈來愈高的要求,因此設(shè)計研制一個小型化、智能化、能耗低,溫度控制精度高、穩(wěn)定度高的全固態(tài)連續(xù)單頻激光器溫度控制系統(tǒng)尤為重要。我們對激光器的溫度控制系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)字化改進(jìn),采用具有運算速度快、數(shù)據(jù)處理能力強等性能的微控

2、制芯片為控制核心,結(jié)合數(shù)字 PID(Proportion、Integration、Differentiation)控制算法及脈沖寬度調(diào)制(Pulse Width Modulation,PWM)控制技術(shù),進(jìn)行了控制系統(tǒng)的設(shè)計,主要內(nèi)容有:
　　1.結(jié)合PID控制原理及數(shù)字PID算法,針對激光器溫度控制系統(tǒng)中不同的控制對象,從原理上分析了各控制對象所適用的控制算法并進(jìn)行設(shè)計。介紹了采用PWM控制技術(shù)驅(qū)動熱電制冷器(Thermoelec

3、tric Cooler,TEC)的功率驅(qū)動原理,并詳細(xì)論證了該驅(qū)動方式相比線性功率驅(qū)動方式的優(yōu)勢之處:可靠性高、功耗小、散熱少、電源效率高。
　　2.結(jié)合PWM控制技術(shù)及數(shù)字PID算法,完成了基于TMS320F28069微控制器的全固態(tài)連續(xù)單頻激光器的溫度控制系統(tǒng)的研制。該控制系統(tǒng)在四個小時內(nèi),常溫溫控(10℃~40℃)的控溫穩(wěn)定度優(yōu)于±0.005℃,高溫溫控(80℃~160℃)的控溫穩(wěn)定度優(yōu)于±0.01℃。利用以上研究成果形成的