2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、射頻波導(dǎo)CO2激光器具有輸出功率大、能量轉(zhuǎn)化效率高、工作時(shí)間長、結(jié)構(gòu)緊湊重量輕等特點(diǎn),既可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)輸出又可以高頻調(diào)制輸出,因此在紅外激光技術(shù)中得到廣泛應(yīng)用。作為THz激光器的泵浦源,要求激光器絕對頻率具有很高的穩(wěn)定性,應(yīng)用于激光雷達(dá)外差探測時(shí),探測精度又取決于外差信號的頻率穩(wěn)定性,因此頻率控制研究對射頻波導(dǎo)CO2激光器應(yīng)用具有重大意義。
  目前大部分穩(wěn)頻方法都應(yīng)用于穩(wěn)定連續(xù)激光器頻率,穩(wěn)定脈沖激光器的方法較少。此外,很多穩(wěn)頻和

2、偏頻鎖定方法都需要改變激光器構(gòu)造或在激光諧振腔內(nèi)放置探測裝置,操作復(fù)雜且造價(jià)較高。本文針對射頻波導(dǎo)CO2激光器建立了一套簡單數(shù)字電路穩(wěn)頻系統(tǒng),無需改變激光器結(jié)構(gòu)來穩(wěn)定脈沖激光器絕對頻率,同時(shí)也可鎖定兩激光器差頻。
  本文采用一種新方法,即建立時(shí)間法來穩(wěn)定脈沖激光頻率,穩(wěn)頻系統(tǒng)不斷監(jiān)測脈沖激光的建立時(shí)間,通過調(diào)節(jié)激光器腔長控制脈沖激光建立時(shí)間,使輸出激光脈沖建立時(shí)間最小,從而達(dá)到穩(wěn)定激光頻率目的。采用拖尾鑒頻法來穩(wěn)定脈沖和連續(xù)激光

3、器差頻,系統(tǒng)通過改變本振激光器腔長來調(diào)整脈沖拖尾信號與連續(xù)信號的差頻頻率,將其穩(wěn)定預(yù)設(shè)頻率值處。
  本文設(shè)計(jì)的頻率控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要分為四大部分:將激光脈沖信號和差頻信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的頻率穩(wěn)定和偏頻鎖定濾波整形電路;利用可編程邏輯器件設(shè)計(jì)了測量脈沖建立時(shí)間計(jì)數(shù)器和測量差頻頻率的鑒頻器;用來進(jìn)行數(shù)據(jù)處理并給出腔長調(diào)整方向信號的主控制器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出電路。軟件中根據(jù)激光器頻率穩(wěn)定度不同,分別設(shè)計(jì)了最值法和極值法兩種頻率穩(wěn)定算法,偏

4、頻鎖定采用了大概率均值濾波算法來減小鑒頻誤差。此外,系統(tǒng)中還設(shè)計(jì)了顯示模塊,可以實(shí)時(shí)顯示脈沖的建立時(shí)間值和差頻的頻率值,顯示周期為200ms。
  采用此系統(tǒng)實(shí)施了射頻波導(dǎo)脈沖CO2激光器頻率穩(wěn)定實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)證明極值法適用于建立時(shí)間波動較大的激光器,較為穩(wěn)定的激光器需采用最值法,實(shí)驗(yàn)用的激光器在建立時(shí)間最小時(shí)較穩(wěn)定,采用極值法容易失鎖,實(shí)驗(yàn)測得最值法穩(wěn)定后脈沖激光的長期頻率變化范圍小于±12.5MHz。將射頻波導(dǎo)脈沖CO2激光器作為

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