光路自动准直技术研究
本文关键词:光路自动准直技术研究 出处:《东华大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文
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【摘要】:为了实现光路的快速自动准直,降低光路手动调节的误差,有效提高人机交互界面操作的实时性、友好性和可扩展性,设计了一套可视化的光路自动准直系统。借助VC++编程技术,对维视MV-U2000图像采集模块进行了二次开发,实现了激光光斑图像信息的采集、实时显示、处理和保存。利用计算机与下位机STM32进行串口通讯,进而控制步进电机自动调节步长,有效实现了光路的快速调整,并最终获得了光路准直。本文首先对比论证了现有的光路自动准直系统的实现方法,进而结合实际设计要求确定了本系统的设计方案,然后详细介绍了所研制的光路自动准直系统的上位机软件设计、步进电机控制以及自动准直算法设计内容,最后对本系统进行了性能测试和分析。其中,系统光斑采集硬件结构包括CCD摄像头、维视图像采集卡MV-U2000和计算机;系统上位机设计部分,是基于Visual C++6.0开发环境,根据MFC对话框架构编写程序,具体包括光斑图像采集卡的配置、光斑图像处理和通讯控制;与系统下位机通讯包括主控芯片STM32、步进电机驱动和电动平移台之间的控制和联系,即上位机根据逐次逼近算法求出步长变化量,STM32通过串口获得该变化量并驱动步进电机自适应调整步长,进而最终实现光路准直。通过系统测试和数据分析,本文设计的自动光路准直系统能够满足准直应用的需求,单次操作时间只需2分钟,精度可达到4.17微弧度。相对于传统中大型准直系统而言,本文设计的自动准直系统,为单模光纤输出激光准直提供了一种新的思路,解决了实验室环境下单模光纤耦合输出激光的快速准直问题,降低了光路准直系统的实现成本,有效提高了实验人员的操控性。
[Abstract]:In order to realize the fast automatic collimation optical path, to reduce the error of optical manual adjustment, effectively improve the real-time human-computer interaction interface, friendly and scalable design of automatic optical alignment system. With the help of a set of visual VC++ programming technology of veise MV-U2000 image acquisition module for the two time development the laser spot image, information acquisition, real-time display, processing and storage. Using computer serial communication between PC and STM32, and then control the stepper motor automatically adjust the step size, the effective realization of the rapid adjustment of the light path, and finally got the beamalignment. Firstly, comparison and demonstration methods to realize the automatic optical alignment the existing system, and combined with the actual design requirements to determine the design plan of this system, and then introduces the software design of host computer automatic optical alignment system, stepper motor Control and automatic alignment algorithm design, finally the system performance test and analysis system. The spot acquisition hardware structure includes CCD camera, image acquisition card and MV-U2000 veise computer; computer system design, Visual C++6.0 development environment based on MFC architecture, according to the dialog program, including the spot image the acquisition card configuration, spot image processing and communication control; serial communication system and comprises a main control chip STM32, control and connection between the stepper motor and electric translation stage, i.e. the computer according to the successive approximation algorithm to calculate step variation, the variation of the STM32 through the serial port and drive stepper motor adaptive adjustment step, and ultimately achieve the beamalignment. Through the test and data analysis system, automatic optical alignment system designed in this paper can meet the application requirements of collimation And the single operation time of only 2 minutes, the precision can reach 4.17 microradian. Compared with the traditional large alignment system for the automatic alignment system is designed in this paper, provides a new idea for the laser collimation mode, solves the problem of rapid collimation of single-mode fiber coupling output laser laboratory environment, reducing the the cost of the collimation system, effectively improve the handling of laboratory personnel.
【学位授予单位】:东华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN24
【参考文献】
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,本文编号:1396969
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