[发明专利]一种延长激光稳频系统平均无故障工作时间的方法

说明书

本发明公开了一种延长激光稳频系统平均无故障工作时间的方法，本发明通过对激光自动稳频系统内部PI控制单元输出的锁定电压值进行采样，当监测到该电压超出阈值时，通过调整输出至激光管的电流值使得锁定电压值缓慢回到其作用范围中心值，本发明能够提高激光自动稳频系统的锁定能力，提高锁定的稳定性，从而延长激光自动稳频系统平均无故障工作时间。

技术领域

本发明属于激光自动稳频领域，具体涉及一种延长激光稳频系统平均无故障工作时间的方法。

背景技术

激光器在量子光学、量子信息以及冷原子物理的系统中发挥着重要的作用，为了减小激光器的漂移，使其更好的发挥作用，往往需要将激光器频率锁定在某一个参考标准上，进而获得波长稳定的激光源。然而，在现有的激光自动稳频系统中，经常会出现由于物理系统的参数漂移、系统工作点的改变等原因，使得激光自动稳频系统锁定所需的控制电压超出PI(比例积分)控制单元的作用范围，从而出现激光自动稳频系统失锁的故障，严重影响正常使用，因此需要提出一种延长激光稳频系统平均无故障工作时间的方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种延长激光稳频系统平均无故障工作时间的方法，能够延长激光自动稳频系统的平均无故障工作时间。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

步骤一，激光自动稳频系统中的PI控制单元将激光器的波长锁定在物理参考上；

步骤二，采用AD转换器对PI控制单元输出的锁定电压Vc进行采样，并输出；

步骤三，运算控制单元根据AD转换器输出数据，实时判断PI控制单元输出的锁定电压Vc偏离中心值Vm的量是否超出阈值Vh；

若锁定电压Vc偏离Vm的量超出阈值Vh，则计算激光管的驱动电流需要的改变量ΔI，进入步骤四；

若锁定电压Vc偏离Vm的量未超出阈值Vh，进入步骤五；

步骤四，控制激光管将ΔI分n步输出，使得锁定电压Vc的值逐步回到中心值；

步骤五，重复步骤二至步骤四，保证激光自动稳频系统一直工作在稳定状态。

步骤二中，AD转换器采用16位分辨率的AD转换器。

步骤三中，改变量ΔI的计算公式如下：

ΔI＝k×(Vc-Vm)

其中，k为锁定电压与激光管的驱动电流之间的比例系数。

步骤四中，n的计算公式如下：

其中Isp为激光管驱动电流的单次输出改变量的最大步进值。

与现有技术相比，本发明通过对激光自动稳频系统内部PI控制单元输出的锁定电压值进行采样，当监测到该电压超出阈值时，通过调整输出至激光管的电流值使得锁定电压值缓慢回到其作用范围中心值，本发明能够提高激光自动稳频系统的锁定能力，提高锁定的稳定性，从而延长激光自动稳频系统平均无故障工作时间。

附图说明

图1为本发明的控制框图；

图2为本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

参见图1和图2，本发明包括以下步骤：

步骤一，激光自动稳频系统中的PI控制单元将激光器的波长锁定在物理参考上；

步骤二，采用AD转换器对PI控制单元输出的锁定电压Vc进行采样，并输出，AD转换器采用16位分辨率的AD转换器；