[發(fā)明專利]一種激光器波長和功率同時穩(wěn)定的控制方法及其控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210031730.9
• 申請日: 2012-02-14
• 公開（公告）號: CN102629731A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發(fā)明（設計）人: 王勇
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江嘉萊光子技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01S3/13
• 分類號: H01S3/13;H01S5/0683;H01S5/0687
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 王鑫康

1.?一種激光器波長和功率同時穩(wěn)定的控制方法，包括以下步驟：

步驟一、跟蹤激光器波長的漂移；

通過波長監(jiān)控回路跟蹤激光器波長的漂移；激光器的信號處理器與以波長監(jiān)控器為主要部件構(gòu)成波長監(jiān)控回路，信號處理器控制波長監(jiān)控回路跟蹤激光器波長的漂移；

步驟二、同時跟蹤激光器輸出功率的波動；

通過功率監(jiān)控回路跟蹤激光器輸出功率的波動；激光器的信號處理器與以功率監(jiān)控器為主要部件構(gòu)成功率監(jiān)控回路，信號處理器控制功率監(jiān)控回路和功率控制單元，跟蹤激光器輸出功率的波動；

步驟三、同時檢測激光器的波長和輸出功率；

通過光束分束器將激光分光束同時送到波長監(jiān)控器和功率監(jiān)控器，同時對激光分光束進行波長和輸出功率檢測，得到與激光器波長漂移和輸出功率波動相關(guān)的兩個輸出信號；

步驟四、對激光器波長漂移和輸出功率波動相關(guān)輸出信號作限定帶寬、穩(wěn)定幅度和減噪處理；

同時將與激光器波長漂移和輸出功率波動相關(guān)的兩個輸出信號分別進行放大和濾波，用以限定兩個輸出信號的帶寬、穩(wěn)定信號的幅度，減少噪聲干擾；

步驟五、同時形成波長和功率兩監(jiān)控回路的反饋控制信號；

由信號處理器采集和處理經(jīng)過放大和濾波的波長漂移信號和輸出功率波動信號，形成波長監(jiān)控回路和功率監(jiān)控回路的兩路控制信號；

步驟六、基于比例積分控制法（PIC）同時對激光器的波長和功率實行穩(wěn)定控制和調(diào)整；

將波長監(jiān)控回路和功率監(jiān)控回路形成的兩路控制信號對應送給波長控制器和功率控制器，信號處理器基于比例積分控制法（PIC）同時對激光器的波長和輸出功率實施控制，用以實現(xiàn)激光器的波長和功率同時穩(wěn)定控制和調(diào)整。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟六的比例積分控制法（PIC），對激光器波長和輸出功率的PIC控制，包括：

（1）定義波長監(jiān)控回路和功率監(jiān)控回路的基本線性和動態(tài)特性均不隨時間變化；?

（2）初始化設置比例系數(shù)Kp和積分系數(shù)Ki，并根據(jù)兩系數(shù)設置值確定波長和功率穩(wěn)定的相應參考值：?

1）根據(jù)比例系數(shù)Kp確定與光束分束器分光比和電壓放大增益相關(guān)的波長參考值；

2）根據(jù)積分系數(shù)Ki確定與濾波帶寬和放大增益相關(guān)的功率參考值；

（3）將波長監(jiān)控回路采集到的數(shù)據(jù)和對應的波長參考值進行比較，得到一個波長監(jiān)控回路比較差值；

（4）與（3）同時將功率監(jiān)控回路采集到的數(shù)據(jù)和對應的功率參考值進行比較，得到一個功率監(jiān)控回路比較差值；

（5）信號處理器按照輸入的兩路監(jiān)控回路的比較差值，計算得到兩路監(jiān)控回路新的反饋控制輸入值；

（6）信號處理器同時將兩路新反饋控制輸入值對應送到波長監(jiān)控回路和功率監(jiān)控回路，同時執(zhí)行比例控制和積分控制；

（7）判斷激光器的波長監(jiān)控回路及功率監(jiān)控回路的輸出信號值，是否同時達到或者保持在對應的波長參考值和功率參考值；若未同時達到或者保持在參考值，返回執(zhí)行（3）～（6），波長監(jiān)控回路和功率監(jiān)控回路同時執(zhí)行比例控制和積分控制，使兩個輸出信號同時達到或者保持在參考值；若同時達到或者保持在參考值，轉(zhuǎn)（8）；

（8）連續(xù)執(zhí)行波長和輸出功率穩(wěn)定控制，激光器的波長監(jiān)控回路和功率監(jiān)控回路同時通過基于PIC的控制，其波長和輸出功率同時獲得準確和穩(wěn)定的控制；

（9）將兩路反饋控制輸入數(shù)據(jù)存入信號處理器的穩(wěn)定性控制數(shù)據(jù)庫，通過查表給偏差映射得到積分控制數(shù)據(jù)，加快積分輸出的累積進程，使比例積分控制過程更為快捷。