內(nèi)腔倍頻DPSSL的數(shù)字控制系統(tǒng)的設(shè)計與研發(fā).pdf

1、90年代以來,隨著高效率、高功率的激光二極管(LD)及其陣列技術(shù)的重大突破,使得LD泵浦的全固體激光器(DPSSL)打破了停滯狀態(tài),進(jìn)入了新的發(fā)展時期。DPSSL以其效率高,頻率穩(wěn)定性高好,線寬窄,達(dá)到衍射極限光束,光束質(zhì)量高,使用壽命長等特點(diǎn),具有廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。但由于固體激光器對溫度、驅(qū)動電流十分敏感,因此,要想獲得高質(zhì)量的光束,必須具備高性能的控制器。對于一般的簡單應(yīng)用,模擬式的控制器就已滿足需要,但是對于更高要求的應(yīng)用場合,采用

2、數(shù)字化控制才能滿足。
　　 本課題基于ADuC7028控制核心,根據(jù)激光驅(qū)動電流、工作溫度與激光輸出功率三者之間的關(guān)系,引入功率反饋控制,研究設(shè)計了一種高性能的DPSSL激光控制器。溫控系統(tǒng)在DPSSL內(nèi)部集成的負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻(NTC)溫度傳感器,半導(dǎo)體制冷片(TEC)的基礎(chǔ)上,采用積分分離的數(shù)字PID算法,通過實(shí)驗(yàn)湊試法得到了較優(yōu)的參數(shù),溫控精度達(dá)到了0.02℃。
　　 為了克服不確定因素的干擾,使得激光輸出功率

3、達(dá)到穩(wěn)定,控制邏輯采用了兩種方式:恒流模式和恒溫模式,均得到了比較理想的控制效果。在電流穩(wěn)定度0.05％和0.02的溫控精度下,功率為50mW的LD泵浦的摻釹釩酸釔(Nd:YVO4)固體激光器在恒溫控制模式下運(yùn)行,激光輸出功率的穩(wěn)定度能夠達(dá)到0.6％,在恒流控制模式下可以達(dá)到0.8％,與原有配套的模擬激光控制器3％的光功率穩(wěn)定度相比,激光在本課題設(shè)計的數(shù)字激光控制器的控制下,性能有了很大的提高。此外,該激光器通過串口與PC機(jī)實(shí)現(xiàn)了人機(jī)對