亚毫米波激光自动测量系统的研制

介绍了以单片机为核心的亚毫米波激光器的自动测量系统.该系统可实现测量工作自动化,并利用双路校正技术,提高了测量准确性和可靠性.运用该系统对小型光泵NH3分子激光器的谱线进行测量,验证了测量系统的性能.     

基于FPGA+ARM的激光器图像自动测量系统设计

目前的激光器测量需要测试人员肉眼判断激光器输出的光斑的亮度、形状、间距等信息。测试人员判断具有主观性、易受环境影响等特点。本文设计了一个激光器自动化测量系统,该系统可以实现对激光器系统的自动化测试,具有测量效率高,测试结果一致性好等优点。     

单镜头激光三角法薄板厚度测量研究

为了精确测量薄板类材料的厚度,分析了双光路激光三角法测厚原理,建立了一种单镜头激光三角法厚度测量系统.该系统以半导体激光器为光源,配以单镜头成像系统、图像采集与数据处理系统.描述了系统的检测原理、检测方法和实验装置,讨论了激光器光束轴心线与成像透镜光轴夹角与系统分辨率的关系,并基于最小二乘法拟合得出了光斑距离与被测物厚度的函数关系式,最后通过标定实验对系统精度进行了实验论证.结果表明,该系统消除了双光路激光三角法上下测量系统难以同步的问题,分辨率高,精度控制在10m,良好地满足了工业测量的需求.     

基于CCD的激光微位移测量系统研究

介绍了一种基于多普勒效应的可进行动态微位移测量的激光微位移测量系统。该系统以He-Ne激光器为光源,配以干涉系统移动方向判别及分频系统、CCD视频信号的高速动态采集系统、微机处理系统及干涉图处理软件包等。与传统测量方法相比,其精度、灵敏度及稳定性都有较大提高,并实现了微位移的全自动测量。     

DBR几何特性对其反射率和DBR激光器线宽的影响

对DBR几何参量不同的InGaAs-GaAs-AlGaAs DBR半导体激光器样品的输出线宽进行了测量和分析.样品激光器DBR光栅取不同的长度和蚀刻深度以考察其几何特性对耦合系数、反射率以及输出线宽的影响.线宽通过自差频测量系统测量得到.对实验结果与理论计算结果进行了对比.对测得的光学特性参数与几何特性参数之间的联系进行了分析.在此基础上讨论了DBR几何特性对激光器输出线宽的影响.研究结果为该类型DBR半导体激光器的制造提供了有用的信息.     

Effect of DBR Geometry on Reflectivity and Spectral Linewidth of DBR Lasers

对DBR几何参量不同的InGaAs-GaAs-AlGaAs DBR半导体激光器样品的输出线宽进行了测量和分析.样品激光器DBR光栅取不同的长度和蚀刻深度以考察其几何特性对耦合系数、反射率以及输出线宽的影响.线宽通过自差频测量系统测量得到.对实验结果与理论计算结果进行了对比.对测得的光学特性参数与几何特性参数之间的联系进行了分析.在此基础上讨论了DBR几何特性对激光器输出线宽的影响.研究结果为该类型DBR半导体激光器的制造提供了有用的信息.     

面阵CCD激光束参量测量系统及其实验研究

采用面阵CCD探测器测量连续和脉冲激光器空间光束的技术，研制了一套高精度激光参量测量系统。测量了激光二极管连续抽运输出波长为1064nm的固体模式发生器产生的不同阶次厄米-高斯光束和脉宽10ns调Q灯抽运固体激光器的光束参量，分析对比了模式发生器输出光束的理论值和实验测量结果，证明了该系统测量精度优于5％，讨论了测量系统中各种因素对光束参量测量结果的影响。     

环形激光器频率稳定度的高精度测量

以633 nm碘吸收稳定激光器作为标准,通过将待测的环形激光器与之进行拍频,建立了一套检测灵敏度很高的高精度激光频率稳定度检测系统.该系统采用宽带雪崩光电二极管接收拍频信号中的差频信号,经过信号处理后利用高精度频率计实现拍频频率的测量,试验结果表明:该系统的检测频宽可达到800 MHz,频率稳定度的测量精度达到10-11量级,最小可检测激光功率为0.1μW量级,为进行环形激光器高精度稳频回路的研究提供了重要的检测手段.     

"He-Ne激光器的装调与参数测试"实验的改进

介绍了"He-Ne激光器的装调与参数测试"实验的改进。针对旧的实验系统中对固定腔长、固定腔镜曲率半径的内腔式激光器进行模式观察与测量的情况,提出了采用变化腔长、变化腔镜曲率半径的半内腔式激光器系统来调光及观察、测量纵模,使得学生在该实验项目上有较大的探索空间;也促进了学生对激光理论的进一步理解。     

自动宽调谐的全固态连续单频钛宝石激光器

设计了一种基于LabVIEW控制的自动宽调谐的连续单频钛宝石激光器,通过波长计测量激光器输出波长,用LabVIEW程序读取该波长值并产生控制信号,反馈控制腔内调谐元件双折射滤波片(BRF)的角度,实现对激光器输出波长的调谐。此外,基于波长计测量的系列波长值,构建了BRF角度与激光器输出波长值的一一对应关系,由LabVIEW程序根据不同的波长设定值控制BRF旋转不同的角度,使钛宝石激光器不需要波长计也能实现自动调谐,简化了激光器系统。对实验设计的钛宝石激光器进行自动调谐,测量得到其调谐范围为110nm。     

非正交轴系激光经纬仪测量技术研究

在空间大尺寸坐标测量系统中,经纬仪测量系统因其测量范围广、非接触式测量、便携性等优点应用广泛。为了降低经纬仪测量系统成本,减少经纬仪测量系统误差来源,提出了一种基于非正交轴系的激光经纬仪测量系统。首先,根据测量时非正交轴系的转换关系,推导出非正交轴系激光经纬仪的视准轴的空间数学模型。然后,根据双经纬仪前方交会测量原理,建立了基于非正交轴系激光经纬仪的测量系统,并推导出空间点坐标。最后,通过仿真与实验,验证了测量模型的正确性。结果表明,在测量半径为3m时,该测量系统对空间点在拉依达准则下的测量不确定度能达到1mm以内,尤其适用于大空间、大尺寸测量。     

基于线性激光三角法的圆柱对象定位测量研究

为了实现圆柱对象定位点在竖直高度与水平横向两方向位置坐标的一次性准确测量, 采用线性激光三角法建立了线性激光三角法定位测量模型, 并进行了理论分析, 同时依据此方法设计了一套定位测量实验系统。使用工业相机采集被圆柱对象曲面反射的线性激光光斑图像, 选用blob算法根据图像中激光光斑几何特性提取光斑顶点像素坐标, 结合系统标定参量计算了圆柱对象定位点位置坐标。结果表明, 该测量方法在竖直高度与水平横向两方向的最大相对测量误差分别为0.14%与0.89%。该研究成果可用于工业生产中机械手对不同尺寸圆柱对象的抓取定位测量。     

窄脉冲半导体激光器峰值功率测试及校准方法研究

提出了一种基于波形分析原理实现窄脉冲半导体激光器峰值功率测量的方法,并研究了测试系统的校准技术.此测试系统主要由数字存储示波器和光电转换装簧组成.可直接测量峰值功率.为-r保征测量准确度.根据测量电压与激光脉冲功率的比例关系,溯源争标准激光功率或能量来校准此系统.实验以波长900nm,脉宽为200us和200m的宽、窄两种脉冲半导体激光器为例,采用不同的校准方法分别对测试系统的比例系数k进行标定,并分析了测量不确定度.     

激光光栅显微投影法表面微观形貌测量系统的研制

本文研制了基于激光光栅显微投影法的表面微观形貌测量系统。该系统由激光器 ,CCD ,两个显微物镜 ,图象采集卡 ,计算机和数据处理软件组成。两个显微物镜一个用来将光栅进行缩小投影到被测物体的表面上 ,形成被被测物体表面高度所调制的条纹 ;另一只显微物镜则将被调制的条纹图像成像到CCD的靶面上 ,CCD采集的图像输入到计算机中进行相关计算而得出被测表面的微观形貌。本文介绍了该系统的测量范围和分辨率计算方法 ,并对实验数据进行了可靠性分析。结果分析表明 ,该系统能可靠地测量物体的表面微观形貌。     

一种激光三角测量的标定方法及误差分析

为了解决激光三角测量法在标定时,不能直接准确地测量激光器端口与标定物的距离的问题,采用了一种基于距离差进行标定的方法。该方法利用标定物移动的距离作为标定输入,改进了测量系统的标定方法;采用高斯-牛顿迭代法计算测量系统的参量,分析了测量系统在标定时可能产生的激光像点提取误差和非垂直误差。结果表明,测量距离的精度可达到4.000mm。该方法能够准确标定激光三角测量系统的参量。     

基于H-S波前传感器的高能激光材料热效应参量测试

为了实现高能激光材料热效应参量的在线测试,设计了一套?50mm口径的测量装置。装置采用准直He-Ne激光为光源,准直光经激光材料后的光程差用Hartmann-Shack波前传感器检测。根据波像差分解理论及波前变换关系,获得了高能激光材料热效应参量。分析评估了装置的扩展测量不确定度,对影响测量不确定度的系统参量进行了校准,最后设计并完成了测量不确定度对比验证实验。结果表明,系统波前畸变测量不确定度为0.06λ,30m~120m范围热焦距的扩展测量不确定度为8.4%。该系统能有效地用于高能激光材料热效应参量的在线测试。     

高精度双干涉光路调频连续波激光绝对测距系统

调频连续波激光测距具有无盲区、非接触测量和绝对测距等优点,但是由于可调谐激光器光频率调制非线性对其测量精度的影响,限制了调频连续波激光测距在精密测量领域中的应用。针对调频连续波激光测距中测距精度受到激光器光频率调制非线性的影响,提出了双干涉光路调频连续波激光测距方法,利用两个干涉系统得到的干涉条纹数量的比值计算得到被测目标的距离,消除了激光器光频率调制非线性对测距精度的影响,实现了65 m的测量分辨率和15 m的重复测量精度。该方法无需对激光的波长进行测量,也无需对激光器进行锁频,系统组成简单,在工业大尺寸测量、空间技术、测绘等领域有着广阔的应用前景。     

薄膜磁致伸缩系数测试系统的研究

根据激光光杠杆放大原理设计实现了薄膜磁致伸缩系数的计算机辅助测试系统。根据激光光杠杆的放大作用,利用位置敏感传感器(PSD)探测激光光点的位移,将激光点位移信号转换成电信号,利用KEITHLY2182电压表测量电信号,在Testpoint测试软件平台上开发了磁致伸缩系数测试程序,通过计算机对KEITHLY2182电压表的控制,实时读出KEITHLY2182电压表所测到的电压并进行数据处理。通过标定,该测试系统能较好地对薄膜磁致伸缩系数进行测量。     

激光监测系统测量精度的检测方法

激光监测系统用于测量靶标上激光光斑重心位置,为了检测其测量精度,分析了该系统的测量原理,提出了采用激光标准模拟靶的检测方法。根据激光标准模拟靶漫反射率的测量方法及结果,应用数理统计方法和误差理论,建立了激光标准模拟靶的测量误差模型,估算了激光标准模拟靶的检测量精度,现激光标准模拟靶已成功用于激光监测系统的验收。试验结果表明,激光标准模拟靶检测精度高,是一种经济实用、操作性好的新方法。     

基于序列脉冲激光法高速空气流场速度的研究

针对高速空气流场中气体瞬时速度的非接触测量,提出采用序列脉冲作为光源的拉曼激发-激光诱导电子荧光(YRELIEF)法,通过对其测量原理的分析、激光器件及测量系统的选择、主要部件的设计及最终的实验研究,得到系统的最佳参数及风洞流场的标记图像.研究结果表明,本文提出的方法是风洞高速不稳定流场速度非接触测量的最佳方案之一,在...