太赫兹FEL腔镜调节系统设计研究

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基于自由电子激光的太赫兹源是一种能够产生高平均功率的太赫兹波源,光学谐振腔是太赫兹自由电子激光(FEL)的关键设备之一,光腔调节系统是其重要的组成部分。本文针对目前太赫兹FEL光腔调节系统对高精度和高灵敏度的要求,研究设计了适合的光腔调节平台及其相应的控制系统。  本文设计的调节系统主要包括光学基准平台、水平位移台和电动二维角度调整架及其相应的控制系统。光学基准平台为整个装置提供一个水平基准面且起到隔振的作用,水平位移台实现水平方向的位移,二维角度调整架完成对腔镜角度的调整。控制系统主要采用PC+控制器(PLC)的方式,通过PC上的软件平台LabVIEW实现与PLC通信,PLC完成对水平位移台的控制,实现水平方向的调节;PC通过Picomotor控制器实现对Picomotor驱动器控制,实现偏转和倾斜角度的调节。在LabVIEW软件平台上设计了基于本系统的人机交互界面,并且实现了对部分控制系统的仿真。同时,依据光腔准直系统的相关理论,对校准过程进行了详细的描述。根据校准过程中对角度和水平方向调节的要求,验证了水平位移台满足光腔水平方向的调节范围和调节精度,Picomotor满足偏转和倾斜角度调节范围和调节精度。
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