【技术实现步骤摘要】
本技术涉及高功率激光，特别涉及一种自适应激光高功率稳定的装置。
技术介绍
1、随着激光技术的不断发展，激光装置在各个领域的应用越来越广泛。激光的稳定调节则是激光应用过程中非常重要的技术，但由于高功率激光器输出的功率很高，会产生非常大的加热效应，从而使得相关器件发生明显的受热膨胀，进而影响调节效果和激光功率的稳定性，比如说基于声光调制器的激光调节装置，该装置中的声光调制器会受热效应的影响而温度升高，这就导致其调制效果和输出的激光质量受到影响，从而影响高功率激光的稳定性和精度。
技术实现思路
1、(一)解决的技术问题
2、鉴于现有激光稳定装置的局限，本技术目的在于提供一种自适应激光高功率稳定的装置，能够实现激光功率的自适应调节，满足不同应用场景对激光功率的需求；同时不受高功率激光热效应的影响，提高激光功率调节的稳定性和精度。
3、(二)技术方案
4、为实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种自适应激光高功率稳定的装置，其特征在于，包括：光学平台，光学平台的顶端最左侧水平固定有激光器，激光器的后侧从前往后依次垂直固定有旋转位移台、偏振分束棱镜、取样镜和光电探测器pd，光电探测器pd的后侧设置有单片机，旋转位移台的内部嵌置有二分之一波片，取样镜的右侧垂直固定有反射镜，反射镜的后侧设置有功率计；激光器、旋转位移台、偏振分束棱镜、取样镜、光电探测器pd、反射镜、功率计以及单片机的底端均固定连接在光学平台的顶端。光学平台是整个装置的基础，所有的组件都固定在光
5、优选的，单片机包括模数转换口ad和串口usb。光电探测器pd、旋转位移台分别通过模数转换口ad、串口usb与单片机建立连接，单片机作为整个系统的控制中心，负责信号转换、数据处理和执行控制。一方面通过模数转换口ad与光电探测器pd连接，也就是光电探测器pd将检测到的激光信号通过模数转换口ad输入单片机中。模数转换口ad具有信号转换功能，由于光电探测器pd输出的是模拟信号，表示光强的大小，而单片机需要数字信号进行处理，因此必须通过模数转换口ad将光电探测器pd和单片机建立连接，使得光电探测器pd的模拟信号能够转换成数字信号进入单片机内；单片机将数字信号进行处理后，需要进行激光功率的调节，而调节是通过控制搭载二分之一波片的旋转位移台的旋转角度来实现的，二分之一波片旋转到不同角度，透过偏振分束棱镜的激光功率会不同，这就能实现激光功率的自适应调节；而旋转位移台的旋转主要通过单片机电控，也就是说单片机与旋转位移台之间通过串口usb实现数字通信，旋转位移台的控制信号和反馈数据通过串口usb传输，使得单片机可以精确地控制二分之一波片的旋转角度。
6、优选的，单片机通过pid算法实现对旋转位移台旋转角度的控制。单片机根据pid算法计算出一个控制信号，该信号用于调整旋转位移台的角度，通过串口usb将控制信号发送给旋转位移台的驱动系统，调整二分之一波片的角度，调整激光功率。调整后的激光功率会再次由光电探测器pd检测，并反馈给单片机，形成闭环控制系统，单片机不断采集新的功率数据，更新误差值，并重复pid计算和调整过程，确保激光功率保持在预设功率值。
7、具体的，pid算法由三个主要部分组成：(1)比例(p)；(2)积分(i)；(3)微分(d)。比例(p)是指控制输出与误差成比例关系，误差是指当前检测值与目标值之间的差异，也就是光电探测器pd检测到的光电信号与单片机设定的参考信号之间的差值，比例系数kp决定了控制器对当前误差的反应强度；积分(i)是指控制输出与误差的累计值成比例关系，它通过累积误差消除系统的稳态误差，积分系数ki决定了控制器对误差累计的反应强度；微分(d)是指控制输出与误差变化率成比例关系，它通过预测误差变化趋势来减少误差的波动，微分系数kd决定了控制器对误差变化率的反应强度。
8、pid控制过程：
9、(1)比例控制(p)：根据当前误差的大小，直接调节旋转位移台的角度。误差越大，调整越大。
10、(2)积分控制(i)：根据误差的累计值进行调节，消除长期累积的误差，使激光功率达到稳定。
11、(3)微分控制(d)：根据误差的变化趋势进行调节，预防和减少误差的振荡和波动。
12、优选的，激光器输出的光束依次通过所述二分之一波片、偏振分束棱镜和取样镜的中心位置后到达光电探测器pd的中心位置，取样镜的反射光束经过反射镜的中心位置后到达功率计的中心位置。
13、优选的，旋转位移台与二分之一波片同轴共心，因而旋转位移台的每一个角度调整都能精确改变透过二分之一波片后激光束的偏振方向，从而实现激光束经偏振分束棱镜后的透射和反射激光功率分布的调节。偏振分束棱镜的透射光经过取样镜之后实现少部分激光功率的透射取样，输入到光电探测器pd中。光电探测器pd将探测到的光电信号反馈给单片机，单片机根据pid算法给出的反馈信号调整旋转位移台，保证偏振分束棱镜透射激光功率的稳定。
14、需要进一步说明的是，这里取样镜的取样率是预先设定的，并且在设计和制造过程中固定不变。在此，我们的取样镜采用的是透射取样，即经过取样镜后大部分的光被反射，只有少部分光透射并被取样。例如，如果取样镜的取样率是1‰(千分之一)，那么就意味着当1瓦特(w)的光束入射到取样镜上时，99.9％的光(即0.999瓦特)被反射，0.1％的光(即0.001瓦特或1毫瓦)被透射。取样镜对透射光进行透射取样后输入光电探测器pd中，使得单片机能够根据接收到的光电信号实时调节二分之一波片的角度，进而能够精确控制透过二分之一波片后激光束的偏振方向，从而实现偏振分束棱镜的反射光束和透射光束功率分布的调节。偏振分束棱镜的透射光功率发生变化就会直接导致取样镜透射光功率的变化，再被光电探测器pd探测到后输入单片机进行分析和处理，实现对取样镜的透射光进行稳定控制和调节，进而实现对高功率激光的稳定控制和调节。
15、进一步的，二分之一波片与偏振分束棱镜都是由高质量的光学晶体材料制成的，具有低吸收率和高激光损伤阈值；并且所使用的光学器件均镀有相应激光波长的高透膜，确保大部分激光光束透过波片和棱镜，而不发生不必要的反射和损耗；使得光束传输更加高效，减少了由于反射造成的能量损失，并提高了系统的整体性本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种自适应激光高功率稳定的装置，其特征在于，包括：光学平台(1)，所述光学平台(1)的顶端最左侧水平固定有激光器(2)，所述激光器(2)的后侧从前往后依次垂直固定有旋转位移台(3)、偏振分束棱镜(4)、取样镜(5)和光电探测器PD(6)，所述光电探测器PD(6)的后侧设置有单片机(9)，所述旋转位移台(3)的内部嵌置有二分之一波片(30)，所述取样镜(5)的右侧垂直固定有反射镜(7)，所述反射镜(7)的后侧设置有功率计(8)。
2.根据权利要求1中所述的一种自适应激光高功率稳定的装置，所述激光器(2)、旋转位移台(3)、偏振分束棱镜(4)、取样镜(5)、光电探测器PD(6)、反射镜(7)、功率计(8)以及单片机(9)的底端均固定连接在所述光学平台(1)的顶端。
3.根据权利要求2中所述的一种自适应激光高功率稳定的装置，所述单片机(9)包括模数转换口AD(91)和串口USB(92)，所述光电探测器PD(6)、所述旋转位移台(3)分别通过所述模数转换口AD(91)、所述串口USB(92)与所述单片机(9)建立连接。
4.根据权利要求3中所述的一
5.根据权利要求1中所述的一种自适应激光高功率稳定的装置，所述激光器(2)输出的光束依次通过所述二分之一波片(30)、偏振分束棱镜(4)和取样镜(5)的中心位置后到达光电探测器PD(6)的中心位置，所述取样镜(5)的反射光束经过反射镜(7)的中心位置后到达功率计(8)的中心位置。
6.根据权利要求1中所述的一种自适应激光高功率稳定的装置，所述旋转位移台(3)与所述二分之一波片(30)同轴共心。
...【技术特征摘要】
1.一种自适应激光高功率稳定的装置，其特征在于，包括：光学平台(1)，所述光学平台(1)的顶端最左侧水平固定有激光器(2)，所述激光器(2)的后侧从前往后依次垂直固定有旋转位移台(3)、偏振分束棱镜(4)、取样镜(5)和光电探测器pd(6)，所述光电探测器pd(6)的后侧设置有单片机(9)，所述旋转位移台(3)的内部嵌置有二分之一波片(30)，所述取样镜(5)的右侧垂直固定有反射镜(7)，所述反射镜(7)的后侧设置有功率计(8)。
2.根据权利要求1中所述的一种自适应激光高功率稳定的装置，所述激光器(2)、旋转位移台(3)、偏振分束棱镜(4)、取样镜(5)、光电探测器pd(6)、反射镜(7)、功率计(8)以及单片机(9)的底端均固定连接在所述光学平台(1)的顶端。
3.根据权利要求2中所述的一种自适应激光高功率稳定的装置，所述...
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