1 中国科学院电子学研究所, 北京 100190
2 中国科学院大学, 北京 100049
报道了一种采用双路高速伺服电机驱动光栅选线的方式, 实现9~11 μm CO2激光快速调谐输出。双光路谱线切换时间小于100 μs, 单光路谱线切换时间小于50 ms。激光器输出谱线达70条, 其中9P(20)、9P(28)单脉冲输出能量大于100 mJ, 9R(30)、9P(40)单脉冲能量大于90 mJ, 激光脉冲宽度小于100 ns,重复频率为20 Hz。
CO2 激光器 快速调谐 双光路 CO2 laser rapidly tuning dual optical path 红外与激光工程
2020, 49(1): 0105001
1 中国科学院电子学研究所，北京100190
2 中国科学院大学，北京100049
通过优化驱动光栅的电机PI控制器参数确定方法，加强了伺服电机的定位精度及稳定性，提升了单光路可调谐TEA CO2激光器的弱线输出稳定性并缩短了调谐间隔。该参数确定的方法基永磁同步电机(Permanent Magnet Synchronous Motor, PMSM)的频域模型，推导出了伺服三环比例积分控制器(Proportional Integral, PI)的解析表达式，并根据工程实际需求设定超调量与峰值时间，求出截止频率，以此确定满足最大相位裕度的条件下的伺服三环PI控制器的参数。采用PML40-530B8ANL交流直驱电机及G-POLHOR10P100EE-E0驱动器搭建了光路实验装置对上述参数进行了验证，转台定位系统的超调量为4.86％，调节间隔为19.5 ms。基于该转台系统搭建了快调谐TEA CO2激光器，在20 ms调谐间隔下进行激光器弱线能量稳定性实验，9P(44)谱线的单脉冲能量小于74 mJ，能量波动范围小于±3.35%，能量稳定度提高了3.62倍。
TEA CO2激光器 选线输出 快调谐 永磁同步电机 PI控制器 参数确定 能量稳定度 TEA CO2 laser line selection output fast tuning PMSM PI controllers parameter tuning energy stability 红外与激光工程
2019, 48(10): 1005001
1 中国科学院 电子学研究所 先进激光与探测技术部, 北京 100190
2 中国科学院大学 电子电气与通信工程学院, 北京 100049
为了斩断调Q脉冲拖尾, 提高激光器电光效率, 提出了一种在机械调Q射频激励波导CO2激光器中采用同步调制的激励方式。实验研究了同步调制信号对调Q脉冲拖尾长度、脉冲宽度、峰值功率和电光效率的影响。结果表明, 当同步调制信号截断时刻为-80μs时, 调制调Q脉冲拖尾长度最短, 为23μs; 当同步调制信号无激励时长为800μs时, 电光效率最高且为3%。采用同步调制的激励方式可以在有效斩断脉冲拖尾的同时保持脉冲宽度基本不变, 提高了激光器的峰值功率和电光效率。
激光技术 同步调制 机械调Q 射频CO2激光器 laser technique synchronous modulation mechanical Q-switched radio frequency excitated CO2 laser
