一种基于二次谐波的光弹调制器调制幅度闭环控制系统及控制方法

摘要

本发明涉及一种基于二次谐波的光弹调制器调制幅度闭环控制系统及控制方法，包括激光光强稳定模块、检测光学模块和闭环控制模块三部分。激光光强稳定模块由激光器、可控相位延迟器、起偏器、偏振分束器、第一光电探测器、光强控制器组成，将主路激光稳定在设定值；检测光学模块由待测样品、四分之一波片、光弹调制器、检偏器、第二光电探测器组成，实现主路激光光电信号的转换；闭环控制模块由锁相放大器、信号处理器、光弹调制器驱动电路组成，解调出二次谐波信号反馈控制光弹调制器的调制幅度。本发明可有效抑制光弹调制器随环境因素变化引起的调制幅度波动，从而提高检测系统的长期稳定性。

主权项

一种基于二次谐波的光弹调制器调制幅度闭环控制系统，其特征在于：包括激光光强稳定模块、检测光学模块和闭环控制模块；激光光强稳定模块包括激光器(1)、可控相位延迟器(2)、起偏器(3)、偏振分束器(4)、第一光电探测器(5)和光强控制器(6)；检测光学模块包括待测样品(7)、四分之一波片(8)、光弹调制器(9)、检偏器(10)和第二光电探测器(11)；闭环控制模块包括锁相放大器(12)、信号处理器(13)、光弹调制器驱动电路(14)；激光器(1)发出的线偏振光经过可控相位延迟器(2)和起偏器(3)后，由偏振分束器(4)分成两束，其中设定偏振分束器(4)反射的激光为旁路激光，透过偏振分束器(4)的激光为主路激光；旁路激光由第一光电探测器(5)转化成电信号，光强控制器(6)对电信号进行处理，输出控制信号控制可控相位延迟器(2)，使主路激光光强稳定在设定值；主路激光经过待测样品(7)后引起偏振方向发生旋转，然后依次通过四分之一波片(8)、光弹调制器(9)和检偏器(10)，入射到第二光电探测器(11)转换成电信号输出；其中四分之一波片(8)的快轴方向与偏振分束器(4)的透射光偏振方向相同，光弹调制器(9)的快轴方向与偏振分束器(4)的透射光偏振方向夹角为45°，检偏器(10)的光轴方向与偏振分束器(4)的透射光偏振方向夹角为90°；锁相放大器(12)对输出信号进行放大、解调出二次谐波信号，信号处理器(13)对二次谐波信号进行实时处理，并输出控制信号，光弹调制器驱动电路(14)作为闭环控制的执行机构根据信号处理器(13)输出控制信号设定的跟踪调制幅度，实时控制光弹调制器的实际调制幅度保持稳定。