Прецизионные электронные системы управления лазерным излучением

Прецизионные электронные системы управления лазерным излучением

Автор: Жмудь, Вадим Аркадьевич

Шифр специальности: 05.13.05

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2003

Место защиты: Новосибирск

Количество страниц: 323 с. ил

Артикул: 3296226

Автор: Жмудь, Вадим Аркадьевич

Стоимость: 250 руб.

Прецизионные электронные системы управления лазерным излучением  Прецизионные электронные системы управления лазерным излучением 

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ КАЧЕСТВО ЛАЗЕРНЫХ СИСТЕМ
1.1. ОБЗОР ЗАДАЧ
1.2. ЗАДАЧИ СИНТЕЗА РЕГУЛЯТОРА
1.2.1. Задача разделения движений 3
1.2.2. Проблемы подавления возмущающих воздействий
1.3. ЗАДАЧИ СНИЖЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ АНАЛИЗИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ СПЕКТРОМЕТРОВ
. 1.3.1. Основные источники погрешности спектрометров
1.3.2. Погрешности синхронных детекторов
1.3.4. Вклад качества сигнала пробной девиации
1.3.5. Вклад погрешности частоты управляемых генераторов
1.3.6. Вклад шума фотоприемника
1.4. НЕОБХОДИМОСТЬ ПРЕЦИЗИОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ ЛАЗЕРАМИ
1.4.1 Выбор между стабилизацией мощности и
стабилизацией тока
1.4.2. Проблемы прецизионной стабилизации тока
4.1.3. Повышение точности систем термостабилизации
1.5. ЗАДАЧИ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ЛАЗЕРНЫХ
1 СИСТЕМ
1.5.1. Многоканальное измерение частот
1.5.2. Широкополосное измерение фазовых девиаций
1.6. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 1 ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ СИНТЕЗА
РЕГУЛЯТОРА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЙ
ПЕРЕХОДНОГО ПРОЦЕССА ПО ВОЗМУЩЕНИЮ
2.1. ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРЕКТНОСТИ МЕТОДА
2.1.1. Постановка вопроса в частной задаче синтеза
2.1.2. Обоснование корректности в общем виде
2.2. РАЗДЕЛЕНИЕ ДВИЖЕНИЙ ПО МОДУЛЯТОРАМ
. ОСОБЕННОСТИ МЕТОДА ДЛЯ СИСТЕМ ЧАСТОТНОЙ И ФАЗОВОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ
2.3.1. Структурная схема системы с двумя модуляторами
2.3.2. Стабилизация частоты лазера по эталону
2.3.3. Фазовая привязка частоты лазера
2.4. СРАВНЕНИЕ С МЕТОДОМ НЕПОЛНОГО
ИНТЕГРИРОВАНИЯ
2.4.1. Вводные сведения
2.4.2. Результаты модельного анализа
2.4.3. Выводы и рекомендации
2.5. ИССЛЕДОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ С 5ОБРАЗНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКОЙ И С ИНТЕГРАТОРОМ
2.5.1. Применяемая методика исследования
2.5.2. Результаты исследований
2.6 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 2
ГЛАВА 3. ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА
ПРЕЦИЗИОННЫХ ЛАЗЕРНЫХ СИСТЕМ
3.1 ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ СИНХРОННОГО
ДЕТЕКТИРОВАНИЯ
3.1.1. Снижение погрешностей демодулятора
3.1.2. Цифроаналоговое синхронное детектирование
3.1.3. Повышение стабильности низкочастотного тракта
3.1.4. Снижение шумов фотоприемников
3.1.5. Пути развития синхронных детекторов
3.2. ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ УПРАВЛЯЕМЫХ ГЕНЕРАТОРОВ
3.2.1. Снижение нестабильности частоты управляемых 4 генераторов
3.2.2. Разработка и применение синтезаторов частоты
3.3. ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМИ ЛАЗЕРАМИ
3.3.1. Источник тока базовая схема
3.3.2 Прецизионный цифровой источник тока
3.3.4. Стабилизация температуры лазерного диода
3.3.5. Обобщение опыта применения диодных лазеров
3.4. ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 3
ГЛАВА 4. ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТ И ФАЗОВЫХ СООТНОШЕНИЙ СИГНАЛОВ ЛАЗЕРНЫХ СИСТЕМ
4.1. СНИЖЕНИЕ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ
ЧАСТОТЫ
4.1.1. Проблемы измерения частоты
4.1.2. Повышение точности измерения частоты
4.1.3. Аппаратная реализация прецизионного частотомера
4.1.4. Сравнение с другими способами повышения точности
4.1.5. Алгоритм обработки и программная часть
4.1.6. Технические характеристики нового частотомера
4.2 ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ
РАЗНОСТИ ФАЗ
4.2.1. Измерения разности фаз в лазерной интерферометрии
4.2.2. Аналоговый фазометр на основе обработки
аналитического сигнала
4.2.3. Прецизионный широкополосный цифровой фазометр с гетеродинным преобразованием частоты
4.3 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 4 ГЛАВА 5. ПРИМЕНЕНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ЛАЗЕРНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
5.1. УПРАВЛЕНИЕ ИЗЛУЧЕНИЕМ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЛАЗЕРОВ И ИХ АТТЕСТАЦИЯ
5.1.1. Стабилизаторы мощности и тока полупроводниковых лазеров
5.1.2. Устройства импульсного управления током
5.2.3. Стабилизаторы температуры лазерного диода
5.1.4. Улучшение динамических свойств системы термостабилизации
5.1.5. Управление лучом полупроводниковых лазеров . УПРАВЛЕНИЕ ЧАСТОТОЙ ИЗЛУЧЕНИЯ
5.3.1. Фазовая автоподстройка частоты лазерного излучения
5.3.2. Стабилизация частоты по частотным реперам
5.3.3. Стабилизация длины интерферометра по длине волны лазерного излучения
5.3.4. Аттестация частотного репера для прецизионной
спектроскопии мюония
5.3.5. Гетеродинная система управления телескопическим
стандартом частоты
5.4 ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕЦИЗИОННЫХ ЧАСТОТОМЕРОВ
5.5 ПРИМЕНЕНИЕ ПРЕЦИЗИОННЫХ ФАЗОМЕТРОВ
5.5.1 Аналоговые фазометры
5.5.2. Цифровые фазометры
5.6 ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ 5
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Обоснована корректность анализа и модифицирована методика синтеза регуляторов лазерных систем на основе метода разделения движений для эффективного подавления возмущающих воздействий при стабилизации частоты, разности фаз, положения сфокусированного пятна и температуры оптических элементов. С на интервалах усреднения 0 с и более. Аг9с3а счет ее уточнения путем формирования интервальных импульсов, их растяжки и измерения длительности получаемых импульсов. АфЮ5рад. Обеспечена возможность создания и аттестации частотного репера вблизи частоты излучения мюония разработкой методов и средств прецизионной стабилизации частоты лазера и стабилизации длины интерферометра по длине волны образцового излучения, стабилизацией температуры отростка поглощающих и 1Вг ячеек. Научные результаты реализованы при разработке и изготовлении электронных устройств, работающих в составе действующих уникальных установок и опытных образцов. Разработанные методики опубликованы в рецензируемых журналах и подробно рассмотрены в учебных пособиях. Теоретические результаты используются в учебном процессе на кафедре Лазерных систем НГТУ. Автор глубоко признателен за постановку задач, всестороннюю поддержку и помощь в работе научному консультанту академику Сергею Николаевичу Багаеву. Автор столь же глубоко признателен заслуженному деятелю науки РФ профессору Анатолию Сергеевичу Вострикову за всестороннюю научную помощь, а также всем руководителям, коллегам, сотрудникам, с которыми довелось работать при решении тех или иных задач. Прежде всего, это сотрудники Института Лазерной физики СО РАН д. А.К. Дмитриев, д. М.Н. Скворцов, д. В.М. Клементьев, д. Б.Д. Борисов, к. Ю.А. Матюгин, к. В.М. Семибаламут, к. М.В. Охапкин, к. Дычков, к. П.В. Покасов, к. А.Ю. Невский, к. Пивцов, вед. А.М. Гончаренко, главн. С.А. Фарносов, м. В.А. Васильев, вед. В.Д. Гительсон и многие другие, это сотрудники Института автоматики и электрометрии СО РАН д. Соболев, д. В.П. Коронкевич, вед. Столповский, к. Е.Н. Уткин, это сотрудники Новосибирского государственного университета д. Воевода, д. Е.А. Титов, д. В.В. Покасов, к. А.Л. Соловьев, методист Т. Б. Полетаева, а также сотрудники других организаций д. Е.А. Ю.Н. Дубнищев, Е. А. Волков, С. А. Бармасов, И. Н. Кирдянов, Д. Ю. Ивашко, Ефимов, И. В. Падюков и многие другие. ГЛАВА . Данная глава содержит обзор известных исследований, постановку и анализ основных задач, вытекающих из поставленной цели, обоснование, рациональности использованных методов и средств их решения. Замкнутое управление лазерными системами применяется для стабилизации их частоты. Электронная часть систем управления лазерным излучением обеспечивает измерение оптических характеристик когерентного света длины волны, фазы и управление ими в контуре отрицательной обратной связи с целью достижения их большей стабильности или перестройки по заданной программе для спектрометрических исследований , , , , , , , , , , , 9 1, 6, 7, 7 8, 6 5, 8, 1, 1 9, 2, 4 6. Эти системы содержат измерительную часть устройство, анализирующее отклонение контролируемой величины от предписанного значения, модулирующий элемент, электронную часть регуляторы, источники питания, генераторы и так далее 1, 6. Основные системы, входящие в состав спектрометров и эталонов частоты, являются системы автоподстройки частоты АПЧ , , , , , 9 и фазовой автоподстройки ФАЛ , . Функциональные схемы этих систем показаны на рис. В системе АПЧ рис. Поэтому повышение стабильности такого стабилизированного лазера может быть обеспечено поиском более стабильных реперов, снижением шумов наблюдения экстремума и снижением погрешностей системы стабилизации. Выбор лазера, модулятора и репера диктуются задачами, решаемыми данной системой и наличием этих элементов. Параметры остальных устройств системы могут быть изменены при проектировании и должны отвечать целям достижения наивысшей точности стабилизации частоты. Это задачи снижения погрешности наблюдения экстремума и погрешностей стабилизации, которые решаются в настоящей работе. Рис.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.210, запросов: 244