59、激光与电源及导航系统技术研究

激光与电源及导航系统技术研究

在现代科技领域，激光技术、电源系统以及导航系统都有着至关重要的应用。下面将分别对激光输出优化、单端反激式电源建模与控制设计以及基于FPGA的轨迹修正导航系统设计进行详细探讨。

激光输出优化

传统以最小阈值作为选择激光晶体规格标准的方法，无法使激光输出功率达到最大。为解决这一问题，采用阈值与效率相结合的方法来选择激光晶体规格，并对激光装置的谐振腔进行优化。

在注入泵浦功率为10W的情况下，利用腔内LBO倍频结构，最终获得了1.48W的蓝光激光，光 - 光转换效率高达14.8%。同时，对激光输出功率的稳定性进行了分析和讨论，发现晶体温度、多纵模等因素会影响输出功率的稳定性。
- 晶体温度影响 ：晶体温度升高会降低输出功率，因此应尽可能降低晶体温度。
- 多纵模影响 ：多纵模也是导致不稳定的原因之一，可以添加全波片和偏振器等光学器件进行实验。

单端反激式电源建模与控制设计

单端反激式开关电源因体积小、重量轻、效率高，在小功率领域得到广泛应用。为提高其动态稳定性和稳态精度，采用平均开关元件模型方法建立CCM模式下单端反激式电源的交流小信号模型，并基于TOPSwitch芯片进行电源模型分析和建立，采用频域方法设计控制器。

建模过程

• 变换器模型 ：在CCM模式的两个工作阶段，对开关变量进行分析、平均化、扰动分离和线性化处理。写出Q1电流和D1电压的平均元件状态方程，将平均元件转换为直流分量和交流小信号之和，得到交流小信号等效电路。