激光稳频中精密控温的研究

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英文摘要

目录

1 引言

1．1 研究背景

1．1．1 激光稳频方法

1．1．2 影响激光频率稳定度的因素

1．2 降低环境温度波动对激光频率稳定度的影响

1．2．1 激光稳频中温度主动控制介绍

1．2．2 参考腔温度的被动稳定方法介绍

1．2．3 激光稳频中精密控温的研究意义

1．3 论文主要内容介绍

2 温控系统的响应分析

2．1 介绍

2．2 温控系统的数学模型

2．2．1 反馈控制系统分析方法简介

2．2．2 温控系统的数学模型

2．3 温控系统的开环响应

2．3．1 温度传感器

2．3．2 前端放大器

2．3．3 PID控制器

2．3．4 执行器件

2．3．5 被控对象

2．3．6 温控系统总体的开环响应

2．4 优化温控系统的环路响应

2．4．1 利用齐格勒-尼柯尔斯法则来调节PID控制器

2．4．2 温控系统的阶跃响应

2．5 小结

3 温控系统的噪声分析

3．1 介绍

3．2 温控系统的噪声模型

3．3 温控电路中的电子噪声

3．3．1 运放电路噪声分析方法简介

3．3．2 单臂电桥温度传感器噪声

3．3．3 惠斯通电桥温度传感器

3．3．4 热敛电阻自加热效应

3．3．5 同相放大电路噪声

3．3．6 仪表放大器噪声

3．4 温控系统闭环稳定工作后的温度噪声

3．4．1 温度噪声测量与分析

3．4．2 提高温控系统控温精度

3．5 小结

4 激光稳频系统中20cm参考腔的两级温控系统

4．1 介绍

4．2 恒温箱温度的精密控制

4．2．1 恒温箱结构与功能

4．2．2 恒温箱温控系统及其闭环控制效果

4．2．3 当前恒温箱温控系统存在的问题及其改进措施

4．3 真空室温度的精密控制

4．3．1 真空室温控系统及其闭环控制效果

4．3．2 温度噪声的抑制

4．4 小结

5 提高参考腔的温度稳定性

5．1 介绍

5．2 热量传递模型

5．2．1 热量传递定律

5．2．2 从真空室外壁到参考腔的热量传递模型

5．3 热量传递时间常数

5．3．1 单层热屏蔽层真空系统测量

5．3．2 双层热屏蔽层参考腔真空系统测量

5．4 参考腔的零膨胀温度点

5．4．1 测量参考腔的零膨胀温度点

5．4．2 将参考腔温度控制在其零膨胀点附近

5．5 参考腔温度波动对激光频率不稳定度的贡献

5．6 小结

6 总结与展望

6．1 研究总结

6．2 展望

参考文献

作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果

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