Temperaturna stabilizacija kristala KTP z mikrokrmilnikom

TODOROVIČ, IGOR (avtor), Trost, Andrej (mentor)

Diplomska naloga opisuje razvoj in realizacijo enega od bistvenih podsklopov SLT oftalmološkega laserskega sistema. V delu je opisana temperaturna stabilizacija laserskega KTP kristala s pomočjo Atmel ATmega8A mikrokrmilnika. KTP kristal je ključna, temperaturno zelo občutljiva komponeneta v sistemu, ki valovno dolžino YAG laserja 1064 nm pretvori v SLT valovno dolžino 532 nm. Podjetje Robomed d. o. o. je na podlagi specifikacije zahtev zunanjega naročnika razvilo prototip unikatnega SLT medicinskega laserskega sistema, ki očesnemu kirurgu omogoča zelo specifične klinične operacije. V zadnjih dvajsetih letih je prišlo do ogromnih napredkov na področju laserske tehnologije. Optični materiali imajo vse boljše tehnične karakteristike, velikost komponent se zmanjšuje, stabilnost ter izhodna energija laserskih izvorov pa se povečujeta. V našem primeru smo morali implementirati vse optomehatronske podsklope v prenosno ohišje špranjske svetilke. Tak razviti sistem trenutno predstavlja najmanjši tovrstni laserski sistem na svetu, ki ga je moč pospraviti v manjši kovček. Za delo na terenu, predvsem v državah v razvoju, je to ključna konkurenčna prednost. Za stabilno izhodno karakteristiko KTP kristala je nujno, da njegova temperatura ne niha. V nadaljevanju smo prikazali in razložili delovanje posamičnih komponent, s katerimi smo realizirali proces temperaturne stabilizacije KTP kristala. Mikrokrmilnik preko I2C vodila komunicira s ključnimi komponentami v regulacijski zanki. Naslednji poglavji govorita o razvoju aparaturne opreme ter o izdelavi programske opreme. Sledijo rezultati dela, v katerih je razvidno, da smo za regulacijo temperature uporabili diskretni PI regulator. Za določitev parametrov PI regulatorja smo najprej izmerili odziv odprtozančnega sistema na stopnico. To smo izvedli s preprostim pošiljanjem podatkov na osebni računalnik in kasnejšo obdelavo.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: SLT laser, KTP kristal, merjenje temperature, PI regulator
• Vrsta gradiva: Diplomsko delo
• Organizacija: FE - Fakulteta za elektrotehniko
• Leto izida: 2016
• PID: 20.500.12556/RUL-83503
• Datum objave v RUL: 16.06.2016

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: Temperature stabilisation of KTP crystal with microcontroller

Izvleček

The diploma thesis describes research and realzation of one of the keyfeautures of subassembly of the SLT ophtalmology laser system. There is also described temperature stabilisation of laser KTP crystal with microcontroller Atmel ATmega8A, because KTP crystal is temperature most unstable component in system. It can convert 1.064 nm of wavelenght form YAG laser, to 532 nm. Based on outside potentional customer techincal specifications company Robomed d.o.o. has developed unique laser sistem , which eye surgeon can use for variety of clinical applications. In our case there was demand for implementation of all optomechanic components into housing of portable slit lamp. Such kind of system represent smallest unit on the world in this moment, which is big advantage comparing to competition. For stabile output characteristics it is crucial that crystal temperature doesn't oscillate. Next we have explained all crucial components, which are responsibile for regulation of crystal temperature. Mikroprocesor is comunicating with key components in loop by I2C protocole. Next chapters are describing develope of hardware and software. Results are describing PI controler and course of temperature regulation. For defining PI parameters we have measured response on input step in open-loop sistem. To do this, we sent data from controler to computer.

• Ključne besede: SLT laser, KTP crystal, temperature measurement, PI controller