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激光器光功率监测系统

发布时间:2018-12-26 16:37
【摘要】:光电检测设备在国防与民用领域上有着巨大的需求。而激光器作为光电检测设备的重要组成部分,其光功率输出是否稳定对光电设备的稳定性与精确度影响巨大。光功率的输出是否稳定是光电设备的性能判断的依据。因此,记录激光器的光功率输出数据,分析数据的变化规律,将会使安装此激光器的光电检测设备的调试与标定更加高效。同时还能为光电检测设备的性能优化与提升提供重要的参考依据。本论文讨论了如何搭建一种用于实时监测激光器光功率输出,并记录光功率数值的系统。用户通过该系统可以实时查看激光器的光功率数值,并分析这些数据的变化规律。该监测系统由光电二极管采集电路、放大电路、单片机系统构成。该系统的信号抗干扰能力和去噪能力强,能够24小时实时监测激光器的光功率变化趋势,记录光功率值。并且同时通过串口输出数据,方便用户对数据进行分析查询。本文详细描述了光电二极管接收电路的组成与原理,讨论了对接收电路进行优化和性能提升的方法。分析了放大电路的选型和构成,以及对信号进行抗干扰的处理。论述了信号的后续处理模块:通过AD转换电路,转换光电信号并输出给单片机,单片机将数值存储在FLASH内以供查询,并将测量结果在液晶显示屏上显示出来。本文分析了电脑端程序设计,通过单片机的串口将数值读出,并存储记录数据。此外,本文还讨论了对该系统进行简单标定的方法,保证该系统能够进行正常工作。系统能够24小时连续对信号进行监测,在PC端实时观测记录光功率的值,测试光的波长为780nm,光功率的测量精度为0.01dBm,测量范围为-20~10dBm,达到了设计要求。测试结果表明,半导体激光器的光功率会随时间的变化而变化,注入的能量越来越多的转换为热能,其输出的光功率也会不断的变小。
[Abstract]:Photoelectric detection equipment has a huge demand in the field of national defense and civil. As an important part of photoelectric detection equipment, the stability of optical power output of laser has a great influence on the stability and accuracy of photoelectric equipment. Whether the output of optical power is stable is the basis for judging the performance of optoelectronic equipment. Therefore, recording the output data of the laser and analyzing the variation of the data will make the debugging and calibration of the photoelectric detection equipment installed with the laser more efficient. At the same time, it can provide important reference for the performance optimization and promotion of photoelectric detection equipment. This paper discusses how to set up a system for real-time monitoring laser optical power output and recording optical power values. Through the system, users can view the optical power of laser in real time, and analyze the variation of these data. The monitoring system is composed of photodiode acquisition circuit, amplifier circuit and single-chip microcomputer system. The system has strong ability of anti-jamming and de-noising. It can monitor the change trend of laser power in real time and record the value of optical power in 24 hours. And at the same time output data through the serial port, convenient for users to analyze and query the data. In this paper, the composition and principle of photodiode receiving circuit are described in detail, and the methods of optimizing and improving the performance of the receiving circuit are discussed. The selection and composition of amplifying circuit and the anti-interference processing of signal are analyzed. The following processing module of the signal is discussed: the photoelectric signal is converted and output to the single chip microcomputer through the AD conversion circuit, the value of the signal is stored in the single chip computer in FLASH for inquiry, and the measurement result is displayed on the liquid crystal display screen. This paper analyzes the program design of the computer, reads out the numerical value through the serial port of the single chip microcomputer, and stores the recorded data. In addition, the simple calibration method of the system is discussed to ensure that the system can work normally. The system can continuously monitor the signal in 24 hours, and record the optical power in PC. The wavelength of the light is 780nm, the measuring precision is 0.01dBmand the measuring range is -20dBm. it meets the design requirements. The experimental results show that the optical power of the semiconductor laser will change with time, the injected energy will be converted to heat energy more and more, and the output optical power will become smaller and smaller.
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN248

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本文编号:2392393

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