激光光栅和反射镜姿态调节的高精度开环控制

许树业,章亚男,陆林海,钱晋武

(上海大学 机电工程与自动化学院，上海 200072)



激光光栅和反射镜姿态调节的高精度开环控制

许树业,章亚男,陆林海,钱晋武

(上海大学 机电工程与自动化学院，上海 200072)

为了提高功率激光物理实验中激光束的精密对准度，提出了一种对激光光栅和反射镜姿态进行可视化、高精度调节的开环控制系统;该系统设计为由上位机、下位机和角位移微调机构等部分组成;从应用层通信协议、HostLink(Fins)协议和三维姿态模拟等方面介绍了上位机监控软件的设计；从步进电机驱动器复用、PLC电机断电相位记忆和下位机梯形图程序框图等方面讨论了下位机PLC控制系统设计；分析了角位移微调机构中通过把丝杆螺母的直线微位移转换为角度微位移来达到高精度转角分辨率的实现原理；并用实验数据验证了实际转角分辨率达到高精度设计要求;结果表明这种开环控制系统能够很好的实现对激光光栅和反射镜转角的高精度调节控制，对其他类似实验设备的高精度角度调整也具有借鉴意义。

光栅；反射镜；姿态自动调节；开环控制；角位移微调

0 引言

压缩器是高功率激光物理实验装置的重要组成部分[1]，它由真空环境中4块光栅和1块反射镜组成。对压缩器光栅和反射镜的姿态进行高精度大范围调节有助于激光束的精密对准，这是研制激光发射系统的关键技术问题之一[2]。关于光栅或反射镜姿态调节的文献公开发表的不多，文献[3]仅从机构设计的角度讨论了对反射镜姿态的调整。……