[发明专利]一种延迟与扩大补偿量的激光稳光强系统温漂抑制方法

说明书

本发明涉及一种延迟与扩大补偿量的激光稳光强系统温漂抑制方法，通过对环外光电压值和环境温度的原始采样数据以时间为横轴进行平移，每次平移后对二者建模并记录模型精度，当精度最大时取此时的平移量作为延迟时间并将其加入到反馈控制电路中，且还针对补偿量在反馈控制中被原本的反馈光功率噪声带所覆盖的情况，提出了扩大补偿量的方案，基于输出光噪声带以及分光比等参数计算出补偿量的放大倍数。本发明相比传统温漂抑制方案更适用于非理想的测量环境，解决了二者之间延迟效应从而提高了激光稳光强系统的长期稳定性。

技术领域

本发明涉及一种延迟与扩大补偿量的激光稳光强系统温漂抑制方法，可用于基于电路控制的原子陀螺仪激光光路液晶稳光强系统中。

背景技术

激光作为原子陀螺仪中最重要的一个组成部分，光源光强的稳定与否很大程度上影响了陀螺仪气室的抽运效率以及陀螺检测信号的精度高低。现在多利用LCVR(LiquidCrystal Variable Retarder，液晶相位可变延迟器)对激光光源进行功率稳定，它有着控制简单、无需转动且响应时间极快等优点。而激光器本身对于环境温度十分敏感，虽然一般的激光器内部有着二级温控，但是外界环境的微小波动因为热胀冷缩的原理还是会改变激光器腔长的大小，从而进一步影响输出光的光强大小。

现在采用的办法为当激光稳光强系统中的环外光功率与环境温度之间的相对关系较为平稳之时(一般考虑当光功率电信号的波动在5mV以内时即可)，同时采集环外光电压值与环境温度的数据后对二者进行最小二乘法的建模，再利用电路系统通过PT1000所测量得到的环境温度可以计算获得实时的光功率补偿量，并使其实时地修正闭环控制当中的反馈量，以此可以达到对环外光功率的温漂抑制效果。

但在此基础上进行的温漂建模补偿十分粗糙，不仅使用的为简单的最小二乘线性建模方法，并且对于二者建模数据的获取是当环外光电压值与环境温度之间的关系相对线性时再进行数据采集。所以在理想情况下对二者进行建模补偿不能很好地反映二者之间的关系，并且在实际测量过程中环外光电压值随环境温度的变化存在很明显的延迟现象。如图1所示，为了更好地观察二者之间的关系，环外光电压数据为归一化后以0.5为中心进行上下反转后的结果，可以看出环外光电压值的波动是要明显慢于环境温度的，这就使得传统温漂抑制补偿方案难以维持系统的长期稳定性。

因此，改进传统的温漂抑制方法是十分有必要的。但在传统的激光稳功率系统温漂抑制方案中存在温漂抑制精度低，对于环境温度与环外光功率之间的关系不能很好地表示(即存在着延迟效应)以及反馈的补偿量不能很好地作用在闭环控制系统上等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，针对传统的温漂抑制方案中有着鲁棒性差、精度低以及环境温度与环外光功率之间并非完全线性关系且存在延迟等问题，提供一种延迟与扩大补偿量的激光稳光强系统温漂抑制方法，相比传统温漂抑制方案更适用于非理想的测量环境，也大幅提高了温漂抑制精度和激光稳功率系统的长期稳定性。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种延迟与扩大补偿量的激光稳光强系统温漂抑制方法，首先计算所测得的一段时间内环外光电压值与环境温度之间的平均延迟时间，再计算环外光补偿量所应该有的扩大倍数，最后结合补偿量本身的更新频率精准的输送环外光反馈值，从而达到对环外光功率的精确补偿。因为环外光功率采用光电探测器进行采集，所以后续提到的环外光都是以电压值的形式进行处理。