[发明专利]一种集成化核磁共振陀螺激光功率和频率稳定系统

权利要求书

1.一种集成化核磁共振陀螺激光功率和频率稳定系统，其特征在于：包括激光器(1)、准直器(2)、分束器(3)、原子气室(4)、稳频率光电转换及放大电路(5)、稳功率光电转换及放大电路(6)、稳频率模数转换电路(7)、稳功率模数转换电路(8)、FPGA模块(9)、稳频率数模转换电路(10)、稳功率数模转换电路(11)、温控执行器件(12)、电流源电路(13)，其中激光器(1)产生的激光经准直器(2)准直后由分束器(3)分为两束，一束输入原子气室(4)与气室中的原子发生相互作用产生吸收信号，输入稳频率光电转换及放大电路(5)，稳频率光电转换及放大电路(5)将吸收信号转换为模拟电压信号并放大后输入稳频率模数转换电路(7)，稳频率模数转换电路(7)将此模拟电压信号转换为数字电压信号并输入FPGA模块(9)，FPGA模块(9)对此数字电压信号进行处理，结果作为频率控制信号输入稳频率数模转换电路(10)，稳频率数模转换电路(10)将频率控制信号转换为模拟信号并输入电流源电路(13)，电流源电路(13)根据频率控制信号产生相应的电流，驱动激光器，另一束激光直接输入稳功率光电转换及放大电路(6)，稳功率光电转换及放大电路(6)将光强信号转换为模拟电压信号并放大后输入稳功率模数转换电路(8)，稳功率模数转换电路(8)将此模拟电压信号转换为数字电压信号并输入FPGA模块(9)，FPGA模块(9)将此数字电压信号与设定功率值作比较，按照一定的控制算法生成控制量，作为功率控制信号输入稳功率数模转换电路(11)，稳功率数模转换电路(11)将功率控制信号转换为模拟信号并输入温控执行器件(12)，温控执行器件(12)根据控制信号进行加热或制冷，改变激光器温度。

2.根据权利要求1所述的集成化核磁共振陀螺激光功率和频率稳定系统，其特征在于：在阈值以上，半导体激光器功率随电流增大而增大，随温度升高而减小；激光器频率随电流增大而减小，随温度升高而减小，利用激光功率和频率与温度和电流的关系，通过反馈控制温控执行器件(12)的温度和电流源电路(13)的电流来实现功率和频率的同时稳定。

3.根据权利要求1所述的集成化核磁共振陀螺激光功率和频率稳定系统，其特征在于：电流源电路(13)采用直流和交流相对独立的电路结构，直流和交流分别进行V-I变换，输出的直流电流和交流电流叠加成为一路带直流偏置的交流电流源，实现对激光频率的高精度扫描和控制。