全固態(tài)激光器控制系統(tǒng)工程化的研究與設計.pdf

1、近年來，全固態(tài)激光器以其轉換效率高、壽命長、光束質量高、體積緊湊等優(yōu)勢，在激光加工、國防工業(yè)等領域應用廣泛，具有廣闊的市場前景。由于全固態(tài)激光器對泵浦源驅動電流和晶體溫度的穩(wěn)定度非常敏感，因此需要具備高性能的控制器?？刂葡到y(tǒng)是激光器設備的重要組成部分，也是國產(chǎn)全固態(tài)激光器產(chǎn)業(yè)化的關鍵技術之一。
　　本論文通過對LD驅動電源和晶體溫度控制等方面的研究，設計了一套基于DSP TMS320F28335的全固態(tài)激光器控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了LD電

2、流與溫度的控制及保護，倍頻晶體和混頻晶體的高精度溫度控制，Q開關頻率信號的產(chǎn)生以及人機交互等功能。系統(tǒng)采用MOSFET控制的恒流源，溫控電路以及保護電路構成LD驅動電源；采用基于鉑電阻的橋式測量電路、精密儀表運放IN114與16位A/D轉換器構成高精度測溫電路；利用驅動芯片MAX1968對半導體制冷器進行驅動，實現(xiàn)對倍頻和混頻晶體的溫度控制，并通過分段PID控制算法來提高控溫穩(wěn)定度與速度。
　　控制系統(tǒng)測試結果如下：LD驅動電流可

3、調范圍為0~9A，LD溫度可調范圍為15~35℃，連續(xù)工作12小時內電流波動≤0.01A，溫度波動≤±0.1℃；倍頻和混頻晶體溫度可調范圍為40~50℃，連續(xù)工作12小時內溫度波動≤±0.006℃，達到穩(wěn)定的時間＜3分鐘；Q開關信號頻率可調范圍為20~200KHz，信號占空比可調范圍為5％~95％，提供內觸發(fā)和外觸發(fā)模式；具備顯示、按鍵、存儲、與PC機通信等功能。測試結果表明，該系統(tǒng)具有良好的電流、溫度控制速度和穩(wěn)定性，樣機能夠長時間穩(wěn)