Устройство для стабилизации мощностиизлучЕНия Советский патент 1981 года по МПК G05D25/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ МОЩНОСТИ ИЗЛУЧЕНИЯ

1

Изобретение относится к устройствам для управления излучением оптического квантового генератора (ОКГ) и может быть использовано, в частности, в фотометрии в качестве импульсного источника оптического излучения стабильного по амплитуде и частоте.

Известно устройство для регулирования интенсивности оптического излучения , содержащее последовательно ycтaнoвлe ныe на оптической оси управляемый оптический фильтр и делитель потока излучения, на одном из выходов которого последовательно расположены пространственный интегратор и приемник излучения, подключенный через блок сравнения ко входу управляемого оптического фильтра, а также на втором.выходе делителя потока излучения последовательно расположенные на одной оптической оси нелинейный преобразователь излучения, второ пространственный интегратор и второй приемник излучения, подключенный ко второму входу блока сравнения 1.

Недостатком такого устройства является малое быстродействие.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для стабилизации мощности

излучения, -содержащее последовательно расположенные рабочее тело, первый модулятор, первый светоделительный элемент, элемент задержки и второй модулятор, управляющий вход которого подключен к выходу блбка управления, причем выходное окно первого модулятора через первый светоделительный элемент связано со

0 входом первого фотоприемника, выход которого подключен ко входу блока подстройки частоты, выходом связанного с управляющим входом первого модулятора 2 .

5

Недостатком этого устройства является низкая точность устройства, так как не обеспечивается компенсация флуктуации мощности импульсов оптического излучения без искажения их

0 формы. Флуктуации мощности .оптического излучения сглаживаются вторым модулятором, оптическая плотность которого изменяется в соответствии с сигналом с выхода схемы управления,

5 на вход которой подается сигнал с выхода первого фотоприемника, содержащий информацию о флуктуациях мощности оптического сигнала. Легко видеть, что если оптический сигнал им

0 пульсный, то сигнал на выходе схемы упрарления будет также импульсным, причем таким, что управляемый им второй модулятор будет сглаживать флуктуации импульсов выходного сигна ла, т.е. будет изменять свою оптическую плотность в соответствии с формой импульса, причем максимальное значение плотности будет соответство вать максимальному значению мощности излучения. Кроме того, так как первый фотоприемник, схема управления и второй модулятор имеют вполне определенные частотные характеристи ки, это устройство не обеспечивает полной компенсации флуктуации мощно ти (например, цепь обратной связи не отрабатывает импульсов короче времени срабатывания первого фотоприемника, вследствие чего такие импульсы, проходят со входа на выход устройства без сглаживания), а толь ко компенсируют флуктуации в опреде ленном диапазоне частот. Применительно к импульсным сигналам это да ет искажение формы сигнала. Цель изобретения - повышение точ ности, устройства для стабилизации мощности излучения. Указанная цель достигается тем, что устройство для стабилизации мощ ности излучения содержит блок выбора и хранения амплитуды импульсов, второй светоделительный элемент и последовательно соединенные второй фотоприемник, интегратор и блок рег лирования опорного сигнала, причем второй вход компаратора через блок выбора и хранения амплитуды импуль.сов связан с выходом первого фотоприемника, а входное окно второго фотрприемника через второй светоделительный элемент связано с выходны окном второго модулятора. На чертеже изображена функционал ная схема устройства. Устройство для стабилизации мощности излучения содержит последовательно расположенные рабочее тело 1 первый модулятор 2, первый светоделительный элемент 3, элемент 4 задержки и второй модулятор 5,-управляющий вход которого соединен с выходом компаратора 6, причем выходно окно первого модулятора 2 через пер вый светоделительНый элемент 3 связано со входом первого фотоприемник 7, выход которого подключен ко вход блока 8 подстройки частоты, выходом связанного с управляющим входом пер вого модулятора 2, а также блок 9 выбора и хранения амплитуды импульсов, второй светоделительный элемен 10 ,и последовательно соединенные вт рой фотоприемник 11, интегратор 12 блок 13 регулирования опорного сигн ла. Устройство работает следующим об разом. Блок 8 подстройки частоты управляет первым модулятором 2 таким обра30, что ОКГ работает в режиме синхронизации. При этом на выходе ОКГ имеет место последовательность оптических импульсов фиксированной частоты следования. Обратная связь через первый светоделительный элемент 3 и первый фотоприемник 7 и блок 8 подстройки частоты служит для фазировки импульсной последовательности и подстройки по частоте. Основная часть излу-чения ОКГ ответвляется первым светоделительным элементом 8 и через последовательно соединенные элемент задержки и второй модулятор 5 поступает на второй светоделительный элемент 10, который ответвляет основную часть излучения на выход устройства, а небольшую часть подает на второй фотоприемник 11.. В первом и втором фотоприемниках 7 к 11 оптическая импульсная последовательность преобразуется в последовательность электрических импульсов. Электрический сигнал с первого фотоприемника 7 поступает , как уже отмечалось, на блок 8 подстройки частоты в качестве сигнала обратной связи. Параллельно этот сигнал поступает на блок 9 выбора и хранения амплитуды, импульсов, который запоминает значение амплитуды на время обработки сигнала. Сигнал с выхода блока 9 выбора и хранения амплитуды импульсов поступает на компаратор б, на другой вход которого поступает опорный сигнал с выхода блока 13 регулирования опорного сигнала . В компараторе 6 вырабатывается сигнал управления вторым модулятором 5. Сигнал управления соответствует разности значений текущей амплитуды управляемого сигнала .и амплитуды опорного сигнала и изменяет оптическую плотность указанного второго модулятора 5 таким образом, что это изменение приводит к- стабилизации значения амплитуды выходного сигнала. Время задержки элемента 4 задержки равно времени срабатывания злектрооптической цепи: первый светоделительный элемент 3 - первый фотоприемник 7 блок 9 вйбора и хранения амплитуды импульсов - компаратор 6 - второй |модулятор 5. Таким образом, в то вре|мя как f-й импульс последовательности оптических импульсов, выдаваемых ОКГ, проходит элемент 4 задержки информация о его амплитуде сравнивается с опорным значением напряжения и вырабатывается сигнал на корректировку значения амплитуды именно этого импульса и когда указанный импульс проходит через второй модулятор 5, с его помощью осуществляется корректировка амплитуды импульса. Сигнал с выхода в-горого фо-i г.приемника 11 поступает через интс- Г|к-ггор 12, постоянная интегририванил K(.-I г рого

значительно больше периода следования импульсов, вследствие чего он преобразует импульсную последовательность в сигнал постоянного уровня на вход блока 13 регулирования опорного сигнала. Этот сигнал является усредненным по нескольким значениям амплитуды импульсов и служит для устранения дрейфа.всего устройства за большие периоды времени.

Предлагаемое устройство обеспечивает компенсацию флуктуации мощности импульсов оптического излучения относительно сигнала некоторого начального уровня, а также компенсацию долговременного (за время, болызюе периода следования оптических импульсов) дрейфа, вызываемого колебаниями параметров окружающей среды питающего напряжения и т.д. В данном устройстве форма оптического сигнала не искажается-высокочастотными составляющими, так как переходные процессьа, связанные с управлением вторым модулятором 5 происходят в промежутке между оптическими импульсами. Преимуществом устройства явлйется также некритичность к выбору частотной характеристики .фотоприемника за счет введения устройства выборки и хранения амплитуды сигнала. Формула изобретения

Устройство для стабилизации мощности излучения, содержащее последовательно расположенные рабочее тело, первый модулятор, первый светоделительный элемент, элемент задержки и второй модулятор, управляющий вход которого соединен с выходом компаратора, причем выходное окно первого модулятора через первый светоделительный элемент связано со входом первого фотоприемника, выход которого подключен ко входу блока подстройки частоты, выходом связанного с уп0равляющим входом первого модулятора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, оно содержит блок выбора и хранения амплитуды импульсов, второй

5 светоделительный элемент и последовательно соединенные второй фотоприемник, интегратор и блок регулирования опорного сигнала, причем второй вход компаратора через блок выбора

0 и хранения амплитуды импульсов связан с выходом первого фотоприемника, а входное окно второго фотоприемника через второй светоделительный элемент связано с выходным окном BTopoiro модулятора.

5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0

№ 688899, кл. G 05 О 25/00, 30.05.78 (прототип).