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拉曼激光光学锁相环参数设计及仿真

李丁 马慧娟 茹宁 王宇

李丁, 马慧娟, 茹宁, 王宇. 拉曼激光光学锁相环参数设计及仿真[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(4): 406007-0406007(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0406007
引用本文: 李丁, 马慧娟, 茹宁, 王宇. 拉曼激光光学锁相环参数设计及仿真[J]. 红外与激光工程, 2018, 47(4): 406007-0406007(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0406007
Li Ding, Ma Huijuan, Ru Ning, Wang Yu. Parameters design and simulation of Raman laser optical phase-locked loop[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(4): 406007-0406007(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0406007
Citation: Li Ding, Ma Huijuan, Ru Ning, Wang Yu. Parameters design and simulation of Raman laser optical phase-locked loop[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018, 47(4): 406007-0406007(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0406007

拉曼激光光学锁相环参数设计及仿真

doi: 10.3788/IRLA201847.0406007
基金项目: 

国防军工技术基础项目(JSJC20122205C001)

详细信息
    作者简介:

    李丁(1989-),男,研究生,主要从事激光频率相位控制方面的研究。Email:dl0714916@126.com

  • 中图分类号: TN249

Parameters design and simulation of Raman laser optical phase-locked loop

  • 摘要: 光学锁相环(Optical Phase-locked Loop,OPLL)技术是实现激光相位相干的有效方法。鉴于环路滤波器参数直接影响光学锁相环系统的整体性能,提出了一种二阶无源环路滤波器参数的优化方法。首先,根据相角裕度定义及系统开环传递函数的数学模型,推导出环路滤波器参数设计的公式,并设计了一种基于MATLAB的参数优化算法。然后,为精确地设计拉曼激光光学锁相环参数,设计了消多普勒饱和吸收谱实验,并对激光器的压电陶瓷端口反馈增益参数进行测量。在锁相环闭环控制系统性能仿真中,得到了单位阶跃响应的超调量为6.53%,调节时间为0.584s。最后,对拉曼激光光学锁相环各个模块进行Simulink建模并仿真,仿真结果表明锁相环能够实现对拉曼光相位锁定且锁定时间为2s,因此,验证了锁相环参数设计方法的正确性。在工程应用中,为光学锁相环的参数设计提供了重要参考价值。
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-15
  • 修回日期:  2017-12-13
  • 刊出日期:  2018-04-25

拉曼激光光学锁相环参数设计及仿真

doi: 10.3788/IRLA201847.0406007
    作者简介:

    李丁(1989-),男,研究生,主要从事激光频率相位控制方面的研究。Email:dl0714916@126.com

基金项目:

国防军工技术基础项目(JSJC20122205C001)

  • 中图分类号: TN249

摘要: 光学锁相环(Optical Phase-locked Loop,OPLL)技术是实现激光相位相干的有效方法。鉴于环路滤波器参数直接影响光学锁相环系统的整体性能,提出了一种二阶无源环路滤波器参数的优化方法。首先,根据相角裕度定义及系统开环传递函数的数学模型,推导出环路滤波器参数设计的公式,并设计了一种基于MATLAB的参数优化算法。然后,为精确地设计拉曼激光光学锁相环参数,设计了消多普勒饱和吸收谱实验,并对激光器的压电陶瓷端口反馈增益参数进行测量。在锁相环闭环控制系统性能仿真中,得到了单位阶跃响应的超调量为6.53%,调节时间为0.584s。最后,对拉曼激光光学锁相环各个模块进行Simulink建模并仿真,仿真结果表明锁相环能够实现对拉曼光相位锁定且锁定时间为2s,因此,验证了锁相环参数设计方法的正确性。在工程应用中,为光学锁相环的参数设计提供了重要参考价值。

English Abstract

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