弹光调制器相频特性分析与稳定控制技术

作者：刘坤; 李克武; 李坤钰; 王爽; 王志斌^*

来源：激光杂志, 2023, 1-6.

• 相频特性
• 弹光调制器
• 相位调制
• 频率跟踪
• 稳定控制

针对弹光调制器(Photoelastic Modulator，PEM)在高压驱动下的谐振频率漂移问题，研究了一种基于PEM谐振相位跟踪的稳定控制技术。建立了PEM与其谐振匹配回路的等效电路模型，推导了PEM驱动电压的幅频、相频关系，以及PEM谐振频率与驱动电压谐振相位的关系。搭建了PEM控制系统，以初始谐振频率的反馈电压相位为零相位基准，调节驱动电压将反馈电压相位稳定在相位基准值附近，并随谐振频率的变化修正相位基准值，从而使驱动电压频率始终稳定于PEM谐振频率附近。以1/4波、半波的PEM的相位延迟幅值为例，分别进行了时长60min稳定控制测试，实验结果表明：(1)PEM工作在1/4波状态时，相位延迟幅值δ0标准偏差σδq=0.0014rad，最大相对偏差为0.58%；(2)PEM工作在半波状态时，标准偏差σδh=0.0013rad，最大相对偏差为0.32%。

• 单位
  中北大学