长距离激光测量中光束漂移的自动补偿

• 作者: 杨滨赫 蔡引娣 文志祥 凌四营 范光照
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 激光测量 长距离测量 半导体激光器 光束漂移 BP神经网络结合PID控制
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 现代应用光学
• 页码范围: 2393-2402
• 页数: 10页
• 分类号: TN249
• 语种: 中文
• DOI: 10.37188/OPE.20202811.2393

摘要

为了提高半导体激光器的光束稳定性,减少长距离测量中激光光束的漂移,本文设计了基于BP神经网络结合PID控制(BPNN-PID)的双反射镜激光器光束漂移自动补偿系统.在该系统中,将两个四象限光电探测器分别置于测量近端和测量远端,作为激光光束漂移的测量单元;用两个带有压电陶瓷致动器(PZT)的二维角度调整架作为激光光束方向的调整单元.建立了激光光束漂移量与调整单元角度变化的模型,并根据测量单元的输出,通过BPNN-PID方法反馈控制调整单元的角度,从而自动补偿激光光束漂移.实验结果表明:使用该激光器光束漂移补偿方法,在15 min时间内,用于测量直线度误差和角度误差的激光测量系统的稳定性在测量距离1 m处,分别从未控制时的±9μm和±5"提高到了±3 μm和±1.5".