用于全内腔微片激光器稳频的温度控制系统

张亦男; 谈宜东; 张书练

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用于全内腔微片激光器稳频的温度控制系统

张亦男, 谈宜东, 张书练

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张亦男, 谈宜东, 张书练. 用于全内腔微片激光器稳频的温度控制系统[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(1): 101-106.

引用本文:

张亦男, 谈宜东, 张书练. 用于全内腔微片激光器稳频的温度控制系统[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(1): 101-106.

ZHANG Yi-Nan, TAN Yi-Dong, ZHANG Shu-Lian. Temperature control system for frequency stabilization of total internal cavity microchip laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(1): 101-106.

Citation:

ZHANG Yi-Nan, TAN Yi-Dong, ZHANG Shu-Lian. Temperature control system for frequency stabilization of total internal cavity microchip laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(1): 101-106.

用于全内腔微片激光器稳频的温度控制系统

1.
清华大学精密仪器与机械学系,北京 100084

Temperature control system for frequency stabilization of total internal cavity microchip laser

1.
(Department of Precision Instruments and Mechanology,Tsinghua University,Beijing 100084,China)

摘要: 温度控制是实现全内腔半导体泵浦Nd:YAG微片激光器稳频的行之有效的手段之一。研究了如何为Nd:YAG微片激光器的稳频提供有效的温控方式。估算出所需要的控温精度波动范围在0.09 ℃以内。依据这一设计目标，介绍了各重要环节的设计过程。通过频域分析法，对温控系统的特性进行分析与调整。通过理论计算将系统改造成了二阶系统最优模型并用实验验证了理论分析。研制了一套用于全内腔半导体泵浦Nd:YAG微片激光器的温控系统，并在两种条件下对系统进行了测试。在室温26 ℃左右的条件下，可以给微片提供18~38 ℃之间的任意温度环境，温度波动范围在0.05 ℃以内；当环境温度在18 ~27 ℃之间任意改变时，系统能将晶片温度稳定在24 ℃，温度波动范围在0.05 ℃以内。
- 温度控制 /
- 稳频 /
- 全内腔微片激光器 /
- PID
Abstract: Temperature control is an effective way to realize the total internal cavity diode-pumped Nd:YAG microchip laser. How to provide effective means of temperature control for Nd:YAG microchip laser was studied. The temperature control accuracy needed was within the fluctuation range of 0.09 ℃. Based on this designed goal, the design process of each key link was presented. By means of frequency domain analysis, the characteristics of the temperature control system was analyzed and adjusted. By theoretical calculation, the system was remolded into an optimal model for second-order system and the theoretical analysis was verifiedby experiments. The temperature control system was designed for the total internal cavity diode-pumped Nd:YAG microchip laser, which guaranteed the temperature of the microchip can be set arbitrarily between 18 ℃ and 38 ℃ within the fluctuation range of 0.05 ℃ under normal condition (around 26℃). The system can also guarantees the temperature of the microchip can be set at 24 ℃, within the fluctuation range of 0.05 ℃, under arbitrarily temperature condition between 18 ℃ and 27 ℃.
- temperature control /
- frequency stabilization /
- total internal cavity microchip laser /
- PID

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用于全内腔微片激光器稳频的温度控制系统

1. 清华大学精密仪器与机械学系,北京 100084

刊出日期: 2012-01-25

关键词:

摘要: 温度控制是实现全内腔半导体泵浦Nd:YAG微片激光器稳频的行之有效的手段之一。研究了如何为Nd:YAG微片激光器的稳频提供有效的温控方式。估算出所需要的控温精度波动范围在0.09 ℃以内。依据这一设计目标，介绍了各重要环节的设计过程。通过频域分析法，对温控系统的特性进行分析与调整。通过理论计算将系统改造成了二阶系统最优模型并用实验验证了理论分析。研制了一套用于全内腔半导体泵浦Nd:YAG微片激光器的温控系统，并在两种条件下对系统进行了测试。在室温26 ℃左右的条件下，可以给微片提供18~38 ℃之间的任意温度环境，温度波动范围在0.05 ℃以内；当环境温度在18 ~27 ℃之间任意改变时，系统能将晶片温度稳定在24 ℃，温度波动范围在0.05 ℃以内。