[发明专利]中波红外激光功率稳定系统

权利要求书

1.一种中波红外激光功率的稳定系统，包括：

中波红外激光光源系统(1)，用于产生中波红外激光，并传输到声光调制器(3)；

声光调制器(3)，用于调节控制中波红外激光的光功率，并传输到中波红外薄膜分束器(5)；

中波红外薄膜分束器(5)，用于将中波红外激光分为两路，且第一路传输到激光光功率检测器(10)，第二路传输到光电前放模块(7)；

光电前放模块(7)，用于实现光电转换及放大电信号，并输出到反馈控制模块(8)；

反馈控制模块(8)，用于实现电信号的运算处理，处理后的电信号输出到声光调制器驱动(9)；

其特征还包括：

空间滤波器(4)，用于稳定波前，有效消除系统杂散光；

红外环境控制室(2)，用于固定声光调制器(3)、空间滤波器(4)、中波红外薄膜分束器(5)和光学斩波器(6)，以实时调节控制中波红外激光传输环境，实现中波红外激光的稳定传输；

光学斩波器(6)，用于斩波中波红外激光，使中波红外激光具有特定频率，并将此频率值输出到光电前放模块(7)，以去除系统的噪声信号，锁定中波红外电信号；

所述的反馈控制模块(8)，分别与声光调制器驱动(9)和光电前放模块(7)相连，以输出调节参数，实现对声光调制器驱动(9)的实时调节。

2.根据权利要求1所述的中波红外激光功率的稳定系统，其特征在于，中波红外激光光源系统(1)，由光谱范围为2500nm-5000nm的OPO激光器(11)、OPO激光器反射镜(12)、校准激光器(13)、校准激光器反射镜(14)和光阑(15)组成，通过光阑(15)将OPO激光器输出的连续型中波红外激光的光斑大小调节为1.5mm²。

3.根据权利要求1所述的中波红外激光功率的稳定系统，其特征在于，所述的光电前放模块(7)，包括杜瓦瓶温控室(71)、中波红外探测器(72)、微电流放大器(73)和锁相放大器(74)；中波红外探测器(72)放置在杜瓦瓶温控室(71)中，通过调节控制杜瓦瓶温控室(71)，保证中波红外探测器(71)的高效、稳定工作；中波红外探测器(71)对光学斩波器(6)斩波后的中波红外激光信号进行光电转换，并通过微电流放大器(73)和锁相放大器(74)，对转换后的电信号进行放大和锁定。

4.根据权利要求1所述的中波红外激光功率的稳定系统，其特征在于，所述的反馈控制模块(8)，包括A/D模拟数字转换器(81)、FPGA电路(82)、单片机模块(83)和人机交互界面(84)；

所述的A/D模拟数字转换器(81)，采用低噪声处理电路，放置在屏蔽盒中，用于对锁相放大器(84)输出的模拟电流信号进行采样；

所述的FPGA电路(82)，接收A/D模拟数字转换器(81)获得的数字信号，并将数字信号输出到单片机模块(83)进行稳流处理，并将处理结果输出到FPGA电路(82)形成反馈控制信号，输出给声光调制器驱动(9)，调节声光调制器(3)对中波红外激光功率的稳定；同时单片机模块(83)向人机交互界面(84)发送显示指令，让其显示当前中波红外激光的光功率参数。

5.根据权利要求1所述的中波红外激光功率的稳定系统，其特征在于，所述的红外环境控制室(2)为长方形结构体，左侧设有可供操作的开口，以调节光路系统结构，所述声光调制器(3)、空间滤波器(4)、中波红外薄膜分束器(5)和光学斩波器(6)从左至右依次紧密排列，固定在红外环境控制室(2)内。

6.一种利用权利要求1所述系统进行中波红外激光功率稳定的方法，包括如下步骤：

（1）将中波红外探测器72安放在杜瓦瓶温控室71中，固定好位置，同时密闭杜瓦瓶温控室71，将其内部填充满液氮，调节杜瓦瓶温控室温控仪，设置成探测所需要的温度，然后，开启中波红外探测器72；

（2）开启OPO激光器11，输出功率待稳定的中波红外激光，待激光器稳定工作后，开启校准激光器13，输出可见激光；

（3）调节系统光路，使功率待稳定的中波红外激光与可见激光的光线重合，再关闭校准激光器13；

（4）设定光学斩波器6的斩波频率，并调整光学斩波器6的位置，使功率待稳定的中波红外激光通过该光学斩波器6后，把功率待稳定的中波红外激光的频率调制成斩波频率；

（5）功率待稳定的中波红外激光垂直照射在中波红外探测器72表面进行光电转换，以输出模拟电流信号给微电流放大器73，其将光电转换后的模拟电流信号进行放大，然后通过锁相放大器74输出给A/D模拟数字转换器81；

（6）FPGA电路82控制A/D模拟数字转换器81对模拟信号采样，单片机模块83对采样后的数据进行处理，将处理结果返回FPGA电路82，FPGA电路82发送反馈信号控制声光调制器驱动9调节声光调制器3，稳定中波红外激光的光功率。

（7）单片机模块83向人机交互界面84发送显示指令，人机交互界面84显示当前中波红外激光的光功率参数。