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1、(10)申请公布号 CN 102610990 A (43)申请公布日 2012.07.25 C N 1 0 2 6 1 0 9 9 0 A *CN102610990A* (21)申请号 201210069024.3 (22)申请日 2012.03.08 H01S 3/13(2006.01) (71)申请人哈尔滨工业大学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区西大 直街92号 (72)发明人谭久彬 刁晓飞 白洋 胡鹏程 (54) 发明名称 基于模数轨迹控制的激光器预热方法 (57) 摘要 基于模数轨迹控制的激光器预热方法属于激 光应用技术领域；该方法首先确定激光管每换一 个模所需要的温度变化。
2、值，尔后确定稳频转换点 的温度以及激光管初始温度，根据以上数据，规划 激光管预热模数轨迹，在特定时间点上监测激光 器预热阶段的换模数M与轨迹上的模数点N i (i 0，1，2.n)的差值，其中n为激光管从开始预热 到完成预热需要走过的模数值，控制器根据二者 差值调整激光器的加热电压，使M的值与N i 的值 保持相等，激光器的模数计数值Mn时预热完 成，即可进入到稳频控制阶段；该方法可以降低 预热过程中对于温度实时测量的要求，有利于精 确判断稳频转换点，增强激光器的稳频精确度。 (51)Int.Cl. 权利要求书1页 说明书2页 附图1页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申。
3、请 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 1 页 1/1页 2 1.一种基于模数轨迹控制的激光器预热方法，其特征是：该方法步骤如下： (1)激光管自然预热至热平衡状态，该状态下激光管的温度为T b ，在此期间记录激光管 的温度T、出射的双频激光的光功率P 1 和P 2 以及功率差PP 1 -P 2 ； (2)根据功率差P与温度T之间的关系，计算出激光管每换一个模升高的温度T ； (3)确定激光器的稳频控制点温度T set ，且T set T b ； (4)开启激光器，测量激光管初始温度T 0 ，并根据T 0 和T set 规划激光管预热过程的模数 轨迹曲线，该曲线上的整数模数点N i 与相。
4、应的时间点t i 由以下公式进行描述： 式中：i0，1，2.n，n为激光管从开始预热到完成预热需要走过的模数值，t c 为预热 时间常数，且t c 0； (5)激光器进入预热阶段，根据P的变化情况记录激光器的换模数量M； (6)在时间点t i 上监测M与N i 之间的差值，并将差值输入到控制器中，控制器根据此 差值调整加热电压V h 的大小，使得M的值与N i 的值保持相等；当换模数量Mn时，激光器 预热过程结束，进入稳频控制阶段。 权 利 要 求 书CN 102610990 A 1/2页 3 基于模数轨迹控制的激光器预热方法 技术领域 0001 本发明属于激光应用技术领域，主要涉及一种基于模。
5、数轨迹控制的激光器预热方 法。 背景技术 0002 在激光应用技术领域，激光器预热控制算法会影响到激光器的稳频精确度，其表 现在稳频转换点温度影响激光器输出光的频率。传统的激光器预热使用恒值加热的方法， 若激光器所处环境温度差异较大，便难以获得预期的预热效果。近几年，哈尔滨工业大学提 出了一种基于温度轨迹控制的塞曼稳频激光器预热方法。这种方法可显著减小预热时间， 提高稳频效率，同时可在不同温度环境下兼顾预热效率和稳频精确度。但由于激光管的测 温传感器放置于激光管的外壁且预热过程中激光管升温迅速，该传感器无法准确而实时地 测量激光管内部温度值，进而影响激光器稳频转换点的判断和激光器的预热效果。 。
6、发明内容 0003 为克服上述不足，本发明提出了一种基于模数轨迹控制的激光器预热方法，该方 法可以降低预热过程中对于温度实时测量的要求，精确判断稳频转换点，增强激光器的稳 频精确度。 0004 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 0005 (1)激光管自然预热至热平衡状态，该状态下激光管的温度为T b ，在此期间记录激 光管的温度T、出射的双频激光的光功率P 1 和P 2 以及功率差PP 1 -P 2 ； 0006 (2)根据功率差P与温度T之间的关系，计算出激光管每换一个模升高的温度 T ； 0007 (3)确定激光器的稳频控制点温度T set 且T set T b ； 0008 (4。
7、)开启激光器，测量激光管初始温度T 0 ，并根据T 0 和T set 规划激光管预热过程的 模数轨迹曲线，该曲线上的整数模数点N i 与相应的时间点t i 由以下公式进行描述： 0009 0010 式中：i0，1，2.n，n为激光管从开始预热到完成预热需要走过的模数值，t c 为 预热时间常数，且t c 0； 0011 (5)激光器进入预热阶段，根据P的变化情况记录激光器的换模数量M； 0012 (6)在时间点t i 上监测M与N i 之间的差值，并将差值输入到控制器中，控制器根 据此差值调整加热电压V h 的大小，使得M的值与N i 的值保持相等；当换模数量Mn时，激 光器预热过程结束，进入。
8、稳频控制阶段。 0013 本发明的有益效果是，降低预热过程中对于温度实时测量的要求，精确判断稳频 转换点，增强激光器的稳频精确度。 说 明 书CN 102610990 A 2/2页 4 附图说明 0014 附图为激光管预热模数轨迹示意图。 0015 图中1.预热模数曲线，2.第i个模数点，3.第i+1个模数点。 具体实施方式 0016 下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。 0017 一种基于模数轨迹控制的激光器预热方法，该方法步骤如下： 0018 (1)激光管自然预热至热平衡状态，该状态下激光管的温度为T b ，在此期间记录激 光管的温度T、出射的双频激光的光功率P 1 和P 2 以及功率。
9、差PP 1 -P 2 ； 0019 (2)根据功率差P与温度T之间的关系，计算出激光管每换一个模升高的温度 T ； 0020 (3)确定激光器的稳频控制点温度T set ，且T set T b ； 0021 (4)开启激光器，测量激光管初始温度T 0 ，并根据T 0 和T set 规划激光管预热过程的 模数轨迹曲线，该曲线上的整数模数点N i 与相应的时间点t i 由以下公式进行描述： 0022 0023 式中：i0，1，2.n，n为激光管从开始预热到完成预热需要走过的模数值，t c 为 预热时间常数，且t c 0； 0024 (5)激光器进入预热阶段，根据P的变化情况记录激光器的换模数量M； 0025 (6)在时间点t i 上监测M与N i 之间的差值，并将差值输入到控制器中，控制器根 据此差值调整加热电压V h 的大小，使得M的值与N i 的值保持相等；当换模数量Mn时，激 光器预热过程结束，进入稳频控制阶段。 说 明 书CN 102610990 A 1/1页 5 说 明 书 附 图CN 102610990 A 。