[实用新型]可调F-P干涉仪极间距的在线监控系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及物理测量，特别是一种用于高功率激光系统的可调F-P干涉仪极间距的在线监控系统。

技术背景

在高功率激光系统中，为了解决宽频谱激光传输过程中的幅度调制效应(FM-AM)问题，采用可调法布里一珀罗干涉仪(以下简称可调F-P干涉仪)对幅度调制效应进行补偿。F-P干涉仪可调，是指构成F-P干涉仪的两块玻璃平板的间距可调，从而对干涉仪的自由光谱范围进行调节，其工作原理是：把可调F-P干涉仪的一块玻璃平板固定，另一块玻璃平板安装在由压电陶瓷驱动器7驱动的微位移平台8上，由压电陶瓷驱动器7实现对玻璃平板间距的精细调谐。然而在实际应用中，由于压电陶瓷驱动器固有的迟滞和蠕变性，其蠕变量在几个小时后累计可以达到几微米，从而造成玻璃平板的间距随时间而变化，严重影响可调F-P干涉仪对幅度调制效应的补偿功能。实验数据表明，当可调F-P干涉仪的两玻璃平板的间距调整到理想位置后，幅度调制效应的调制深度小于4％，这是理想的工作状态，在开环状态下，3个小时后，幅度调制效应的调制深度增加到10％，平均玻璃板间距每增加500nm，调制深度增加将近2％，这对系统的安全运行是不利的。

发明内容

根据幅度调制效应补偿装置的技术要求，当可调F-P干涉仪的极间距调整好后，要求其极间距稳定度优于25nm/h，这样才能保证幅度调制效应的调制深度始终保持在4％以内。本实用新型的目的在于克服上述可调F-P干涉仪的极间距随时间变化的问题，提供一种可调F-P干涉仪极间距的在线监控系统，要求该系统能保障所述的F-P干涉仪的极间距的稳定度优于25nm/h，具有测量性能稳定、成本低、结构简单、操作方便等特点。

本实用新型的技术方案是：

一种可调F-P干涉仪极间距的在线监控系统，该可调F-P干涉仪的一玻璃平板安装在固定平台上，另一块玻璃平板安装在相对该固定平台微位移的微位移平台上，该在线监控系统包括：一电容传感器，该电容传感器第一极板安装在所述固定平台上，与所述可调F-P干涉仪的一玻璃平板的位置相对应，电容传感器第二极板安装在由压电陶瓷驱动器驱动的所述微位移平台上，与所述可调F-P干涉仪的另一玻璃平板的位置相对应，则该电容传感器两极板的间距变化量和所述可调F-P干涉仪的两玻璃板间距变化量始终保持一致，为防止虚假信号产生，电容传感器第二极板需要可靠接地，所述电容传感器第一极板经传感器测量电路、A/D转换器与主控制器的输入端相连，该主控制器的输出端经D/A转换器与所述的压电陶瓷驱动器相连。

由于压电陶瓷存在的固有的迟滞和蠕变特性，将使微位移平台在一段时间后偏离某一初始预设位置，此时可调F-P干涉仪的两块玻璃平板间距与电容传感器极板间距产生同样变化量，因此只需测量传感器极板的间距变化量，即可同时求得可调F-P干涉仪的极间距变化量。

传感器测量电路在线检测电容传感器的极板间距，该间距作为在线监控系统的反馈值，经由A/D转换后输入到主控制器，由主控制器对反馈值进行处理，求得压电陶瓷驱动器所需要的驱动电压，经由D/A转换后将驱动电压加在压电陶瓷驱动器上，驱动微位移平台改变两玻璃板的间距，调节并稳定可调F-P干涉仪的极间距，最终实现对可调F-P干涉仪极间距的闭环位移控制。

本实用新型具有如下优点：

1、测量稳定性好，本实用新型使可调F-P干涉仪的极间距稳定度始终保持在15nm/h以内；

2、成本低，比光栅检测成本要低50％；

3、结构简单、操作方便，需要的空间小；

4、具有好的动态响应特性和很高的灵敏度。

附图说明

图1为本实用新型可调F-P干涉仪极间距的在线监控系统的结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。