应用于fir激光干涉仪系统的自动相位控制器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及远红外(FIR)激光干涉测量技术领域，尤其涉及一种应用于FIR激光干涉仪系统的自动相位控制器。
【背景技术】
[0002]在磁约束核聚变等离子体实验研宄当中，需要对等离子体的电子密度进行检测，FIR激光干涉技术可以用于检测等离子的电子密度，这种技术是基于FIR激光在等离子体和真空中折射系数(N)不同，通过测量探测道(P)与参考道(R)信号之间的相位差(Φ)获得等离子体的弦积分电子密度值(neL) (Φ正比于neL)。
[0003]采用FIR激光干涉技术检测等离子的电子密度时，通常是采用两台FIR激光器通过外差技术实现干涉测量，由于FIR激光器的谐振腔可自由调节，使得两台激光器的频率随机，从而激光干涉仪的外差方式随机，外差中频可以为(fl_f2)或_(fl_f2)(设fl为激光器1#的工作频率，f2为激光器2#的工作频率)，进而干涉仪测量到的相位差Φ (和电子密度曲线)会因其外差方式的改变而发生反向，不方便实验人员使用，此时，需要对采集的相位差数据进行修正。
[0004]如果FIR干涉仪测量到的电子密度仅用于离线(即放电结束后)物理分析，对于反向相位数据，我们可以离线进行人工修正，但考虑到FIR系统测量通道较多，数据庞大，若对系统全部数据进行“下载一核实一修正”，工作量大，不太现实。
[0005]相位反向的自动修正处理将能够解决上述人工修正的问题，但是由于等离子体放电是个极其复杂的过程，目前还没有合适的能够准确的进行相位自动修正的装置。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型解决的技术问题是现有技术没有能够对FIR激光干涉采集的相位差信号进行准确的自动修正的装置，进而提供一种应用于FIR激光干涉仪系统的自动相位控制器。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下:
[0008]一种应用于FIR激光干涉仪系统的自动相位控制器，包括:
[0009]用于采集FIR激光干涉仪系统的相位差数据的数据采集器；
[0010]用于对所述数据采集器采集的数据进行归零处理的信号归零器；
[0011]用于对所述信号归零器输出的数据进行分段控制同时对指定时刻相位的正负情况进行判定并据此输出控制指令的微控制器；
[0012]用于根据所述微控制器的控制指令执行绝对值计算的绝对值运算器；
[0013]用于根据所述微控制器的控制指令执行信号反向运算的信号反向处理器；
[0014]用于对来自所述微控制器、所述绝对值运算器或所述信号反向处理器的信号进行滤波的带通滤波器；
[0015]用于对滤波后的信号进行输出的信号输出端口。
[0016]优选地，所述数据采集器采用采样频率fs不小于IMHz的高速采集器。
[0017]本实用新型的有益效果如下:
[0018]本实用新型的FIR激光干涉仪系统的自动相位控制器通过微控制器对绝对值运算器和信号反向处理器的控制，针对不同时间段相位差数据采用不同的处理方式，能够对反向相位信号进行自动准确的修正，且不会改变特殊放电条件下(如等离子体破裂)电子密度的真实变化过程，极大减轻了 FIR系统工作人员的工作量，且能够据此为研宄人员提供准确、规范的电子密度数据。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的应用于FIR激光干涉仪系统的自动相位控制器的结构框图；
[0020]图2为本实用新型的自动相位控制器的应用实例；
[0021]其中，(I)是等离子体电流曲线，(2)是需要修正的反向相位曲线，(3)是采用本实用新型的自动相位控制器修正后的相位曲线；
[0022]图3为本实用新型的自动相位控制器在等离子体小破裂特殊条件下的应用实例；
[0023]其中，(I)为等离子体电流曲线，(2)为需要修正的反向相位曲线，(3)为全部采用绝对值运算器处理后的相位曲线，(4)为采用本实用新型实时修正后的相位曲线。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案和有益效果进一步进行说明。
[0025]由于等离子体放电是个极其复杂的过程，为了能够准确的进行相位自动修正，同时形成标准的电子密度数据，本实用新型的发明人经过研宄认为必须考虑以下因素:
[0026](I)如上文，FIR干涉仪外差频率可以是(fl_f2)或-(f l_f2)，相位差信号Φ亦有正有负，因此，相位控制器必须具备通用性特征:既能修正反向信号，又不影响正常的相位差信号(正向)；
[0027](2)在等离子体放电过程中，研宄人员经常会要求FIR激光干涉仪系统实时(〈lms)提供电子密度，例如电子密度反馈控制研宄，这就进一步要求我们必须把相位修正工作集成到干涉仪硬件系统中，能够实时输出真实的电子密度曲线，与等离子体放电同步；
[0028](3)等离子体放电是个极其复杂的过程，伴随有各种磁流体(MHD)不稳定行为，可能会引起等离子体破裂，导致电子密度快速下降；由于FIR干涉仪系统无法快速响应该变化过程，相位曲线(或电子密度曲线)在等离子体破裂期间发生跳变，甚至会在正、负值之间变化。针对此类特殊数据，要求相位控制器不能改变电子密度真实的物理变化过程，不能影响此类数据的进一步后处理。
[0029](4)核聚变等离子体放电是一项大工程实验，电子密度参数尤为关键，因此，我们对FIR干涉仪系统任何部件工作稳定性的要求严格，保证系统输出稳定的电子密度数据，即要求我们开发的相位控制器工作稳定。
[0030]综合上述各个因素，参见附图1，本实用新型提供的应用于FIR激光干涉仪系统的自动相位控制器，包括:
[0031]用于采集FIR激光干涉仪系统的相位差数据的数据采集器；
[0032]用于对所述数据采集器采集的数据进行归零处理的信号归零器；
[0033]用于对所述信号归零器输出的数据进行分段控制同时对指定时刻相位的正负情况