本发明涉及一种稳定激光器输出功率的方法、装置及其应用，属于激光器。
背景技术：
1、在采用光学法的气体浓度测量或者颗粒物浓度测量系统中，不管是采用光透射吸收、光反射或者光散射进行测量，测量系统的准确度与激光器的功率稳定程度强相关。激光器通常由于温度变化、光学元件污染或损坏、光源老化、电源不稳定、工作环境变化或者激光器使用不当等导致激光发射功率波动，降低了激光测量系统的准确度。针对激光器功率波动这一问题，常用的处理方式包括：一是采用分光镜实时测量激光器的发射功率，对不具备激光器输出功率调整功能；二是将激光光束通过非线性晶体，通过控制非线性晶体的温度实现输出激光功率的温度，该方式较为复杂，容易受到干扰；三是通过电压可调的衰减器实现激光功率稳定，同样容易受到外界干扰。
2、cn116387957a公开了一种激光器系统及激光器的输出控制方法、存储介质。其中激光器系统包括：激光器；分光镜，沿所述激光器的出光方向上设置；激光输出控制器，设置在所述激光器和所述分光镜之间；所述分光镜将所述激光器输出的激光分为输出光和反馈光；所述激光输出控制器采集从所述分光镜输出的反馈光，并基于所述反馈光以及预设算法调节所述激光器，以稳定激光器的输出功率。但是，该发明中激光器和分光镜在测量系统中对安装的精度要求非常高，如在安装过程中存在安装误差，或在线监测仪器在使用过程中容易造成人为误差，同时在温度变化时，分光镜的折射率会发生改变，以及分光镜内部的形变都会导致分光镜的分光比例和分光输出功率发生变化，导致反馈信号不准确，造成测量误差，无法适用于颗粒物或者气体测量仪器所面临的复杂测量环境。
3、激光器输出功率波动一般分为2种，一种是由于激光器的内部或者使用环境发生改变时，激光器发射激光功率会变大或者变小；更为常见的是第二种，激光器的发射功率在设定值之间无规则上下波动，这两种波动不具有适用于pid控制的惯性和滞后环节，采用pid控制算法进行激光器输出功率调节时，容易造成功率调节失效，甚者加重测量激光功率的波动。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种稳定激光器输出功率的方法、装置及其应用，解决颗粒物及气体测量面临的高温、高湿及振动的复杂测量环境下，激光发射系统由于温度漂移造成测量误差的问题，快速稳定激光的输出功率，以保持激光器的稳定输出。
2、实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
3、一种稳定激光器输出功率的方法，其特征在于，采用光纤分路器或光纤耦合器将激光器发射的激光分为测量激光和反馈激光；测量激光通过准直透镜后用于检测；所述反馈激光通过光电传感器、ad转换器和控制器实现反馈激光功率的测量，控制器通过反馈激光功率大小计算得到测量激光功率大小，与目标功率进行对比，从而动态调整测量过程中发射激光输出功率大小，实现测量激光功率的稳定。
4、进一步，所述测量激光和反馈激光采用0.9的接近系数调整激光输出功率；所述测量激光和反馈激光最大可变范围是50：50至99：1。
5、本发明还提供一种稳定激光器输出功率的装置，包括光纤分路器或光纤耦合器、光电传感器、ad采样器、控制器和准直透镜，采用上述方法由光纤分路器或光纤耦合器将激光器发射的激光分为测量激光和反馈激光，在测量过程中动态调整激光输出功率大小，实现测量激光功率的稳定。
6、本发明稳定激光器输出功率的装置特别适合应用于颗粒物及气体测量面临的温度变化、高温、高湿及振动的复杂测量环境。
7、相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
8、1、本发明有效解决激光器在气体或者颗粒物浓度测量系统中，由于测量激光功率波动造成的测量误差，通过分光束的反馈激光对测量激光的功率进行检测，实现激光器输出功率的快速动态调整，可以快速稳定激光的输出功率，以保持激光器的稳定输出；可有效解决增强测量激光的波动等问题。
9、2、本发明通过分光束将激光分为测量激光和反馈激光，反馈激光经过光电传感器-ad采样-控制器实现激光输出功率的实时检测，采用接近系数为0.9的方法调整激光器的输出功率，防止激光器功率调整过载，导致测量激光功率在目标值附近反复波动；并且在控制器中通过算法计算测量激光实际输出功率，与目标功率作比较，从而调节激光器的输出功率实现测量激光的功率稳定，即通过调整激光器的输出功率，实现测量激光功率稳定的目的。
10、3、本发明基于现有技术分光镜产生反馈激光的缺点，在此基础上融合了光纤分路器和光纤耦合器的优点，发明了功率调整模型，并针对激光器功率漂移的特点，应用接近系数为0.9算法实现激光器功率的动态调整。本发明装置结构简单，反馈信号直接是测量激光功率，系统不易受到外界因素影响，适用性较高；并且，采用光纤分路器/光纤耦合器将激光器发射的激光按比例分为测量激光和反馈激光，激光在准直透镜前均在光纤中传输、分光（耦合）和反馈，不存在复杂的暗室结构，消除了复杂暗室造成的系统误差，且光纤分路器/光纤耦合器只存在偏振损耗、额外损耗、回波损耗以及插入损耗等，其在安装固定后的各项损耗值基本固定，工作性能基本不受温度变化影响，更加适用于颗粒物及气体测量。
1.一种稳定激光器输出功率的方法，其特征在于，采用光纤分路器/光纤耦合器将激光器发射的激光分为测量激光和反馈激光；测量激光通过准直透镜后用于检测；所述反馈激光通过光电传感器、ad转换器和控制器实现反馈激光功率的测量，控制器通过反馈激光功率大小计算得到测量激光功率大小，与目标功率进行对比，从而动态调整测量过程中发射激光输出功率大小，实现测量激光功率的稳定。
2.根据权利要求1所述稳定激光器输出功率的方法，其特征在于，所述测量激光和反馈激光采用0.9的接近系数调整激光输出功率。
3.根据权利要求1所述稳定激光器输出功率的方法，其特征在于，所述测量激光和反馈激光可变范围50：50至99：1。
4.一种稳定激光器输出功率的装置，其特征在于，包括光纤分路器/光纤耦合器、光电传感器、ad采样器、控制器和准直透镜，采用权利要求1至3任一方法，由光纤分路器/光纤耦合器将激光器发射的激光分为测量激光和反馈激光，在测量过程中动态调整激光输出功率大小，实现测量激光功率的稳定。
5.稳定激光器输出功率的装置的应用，其特征在于，采用权利要求4所述装置应用于颗粒物及气体测量面临的温度变化、高温、高湿及振动的复杂测量环境。