[實用新型]激光器功率實時測控系統

有效

• 申請號: 201220624830.8
• 申請日: 2012-11-22
• 公開（公告）號: CN202949130U
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 王麗;甘渝林;彭月祥
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: H01S3/13
• 分類號: H01S3/13;H01S5/0683
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 魏聿珠

技術領域

本實用新型涉及一種確保激光器輸出功率穩定的實時測控系統，屬于光電子、激光和自動化儀器儀表應用領域。

背景技術

作為人類文明發展進步的一個重要里程碑，電子技術經歷了100多年的發展和創新，已經成為了人們生活中至關重要的一部分。電子技術的微型化、智能化不斷的給人們的生活和生產帶來便捷，提高生產力，加速生產效率，節約能源等等，作為測量技術的應用，激光技術不斷給人們帶來驚喜和突破。伴隨著激光技術的日趨成熟，激光器成為人類生活生產中一個重要的工具。激光技術與多學科的結合使激光器的生產應用更加充分。激光器技術與自動化技術的結合，使得激光器控制與應用更加的智能化。

從MCU到RAM、DSP到FPGA等，嵌入式系統的應用得到廣泛推廣，生產方式從機械化走向自動化。自動化與智能化是當今世界生產力發展的重要工具，是國際科學技術應用的前沿。如工廠的流水線組裝機器人、探測地下資源的智能機器人等；實現人類太空資源開發的航天器、無線電通信的衛星等。目前，自動化智能化儀器儀表的開發和利用技術非常成熟，應用到人們生活生產中的各個領域，為人們生產帶來便捷。激光系統下的傳感技術，使得傳感精度大大提升；利用激光制備納米材料，拓寬了納米材料的研究等等。但是在激光器的使用中，由于各種因素影響，激光器的輸出光功率和光束質量會發生變化，導致在科研領域的應用中受到限制。為了激光輸出的功率穩定性，需要結合自動化儀器儀表技術來實現功率輸出自動的調節。

實用新型內容

本實用新型的目的在于解決激光器輸出功率的衰減給應用領域的工作帶來的缺陷。提供了一種在激光器工作中實時監測激光器功率及反饋給激光器控制器，實現激光器輸出功率穩定的智能化儀器。本儀器利用智能化芯片及其外部電路實現了激光輸出功率的測量、數據的處理和激光器輸出功率的調節，最終確保激光器輸出功率的穩定。本實用新型可以嵌入激光器控制系統成為激光器的一部分，也可以獨立于激光器之外作為一種反饋控制儀器。

為了實現上述目的，本實用新型采取了如下技術方案：

激光器功率實時測控系統包括處理器5，顯示和輸入模塊6，功率測量模塊8，與激光器3連接的激光器控制臺4和用于放置在激光器3的出射端的分光模塊2；在分光模塊2一部分激光發生透射，一部分激光發生反射；處理器5的輸入端與顯示和輸入模塊6的輸出端相連；處理器5的輸出端分別與分光模塊2、激光器控制臺4、顯示和輸入模塊6的輸入端相連接。處理器5經過功率測量模塊8與功率計探頭7的輸出端相連，功率計探頭7的輸入端位于分光模塊2的反射光的出射端。

顯示和輸入模塊6用于顯示當前激光器輸出光功率狀態、工作時間，和設置測控目標參數；目標參數包括：測控時間、測控模式和需要穩定的目標功率值。

所述分光模塊2包括快門、葉片、分光鏡。

處理器5是由嵌入式芯片及工作的最小系統組成。

工作過程中激光器3向實驗艙1輸出激光，激光傳播過程中經過光路中間的分光模塊2，一部分光被反射向功率計探頭7，一部分光經分光模塊2透射輸入進實驗艙1。功率測量模塊8通過檢測功率計探頭7的信號變化測量出當前反射光的光功率，并通過通信數據線將反射光的光功率值反饋給處理器5。處理器5通過反射光的光功率值和分光模塊2的分光比計算出透射進入實驗艙的激光功率值，并將計算出的實驗激光功率值與用戶預先設定的測控目標值相比較。若實驗激光功率值在目標值范圍內則不進行激光功率的調節。若超出了實驗激光功率值的目標值范圍，處理器5將進行調節方案選擇，再通過激光器控制臺4調節激光器的輸出光功率，直到工作激光功率值在目標值范圍內則停止調節，以此穩定激光器的輸出光功率。

用戶可以通過顯示和輸入模塊6觀察到當前激光器輸出光功率狀態、工作時間，和設置測控目標參數。目標參數包括：測控時間、測控模式和需要穩定的目標功率值。

本實用新型可以取得如下有益效果：

本實用新型完成了激光器的輸出與自動化儀器儀表技術的結合，旨在實時的反饋激光器輸出光功率的信息，并進行有效的調節，使得激光器輸出穩定光強的激光束。避免了實驗或生產進行中激光器光功率衰減給實驗或生產帶來的不必要誤差與損失。考慮到激光器本身的工作具有自動化的控制平臺，因此本實用新型通過靈活的設計，使該實用新型既可以與激光器外接使用，也可以通過嵌入控制平臺的使用與激光器控制平臺融為一體。

附圖說明

圖1激光器功率實時測控系統原理布局圖