临界角法检焦系统的设计

利用临界角法检焦具有分辨力高、损失光能小、结构简单、系统调试容易的特点设计了亚微米级检焦系统.介绍了临界角法离焦检测的基本原理,通过合理假设,利用菲涅尔公式和高斯光学公式得到了离焦误差信号的计算公式.实验采用单光路临界角法,利用He-Ne激光器、临界角棱镜、四象限光电探测器、信号采样电路、数据采集卡等元器件组成离焦检测系统,实现离焦信号的提取;通过数字滤波、归一化处理等技术得到离焦误差信号(FES),以此获得FES的大小和变化趋势与离焦量的关系曲线.实验表明,临界角法探焦系统静态分辨力＜15 nm、线性范围可达±4 μm,满足亚微米级检焦系统的设计要求.     

光电式甲醛监测系统中信号调理电路的设计

根据光电式甲醛检测原理和探测光束的特点，设计了光电式甲醛浓度测量传感器信号调理电路，该调理电路主要由光电探测器前置放大电路、窄带有源滤波器和精密交流信号-直流信号转换电路3部分组成。基于OP07运算放大器设计的交流信号-直流信号转换电路等效净输入信号小于0．3μV，降低了甲醛测试系统检测限，提高料测试精度。以此信号调理电路构成的系统，实验标定的甲醛浓度的检出限低于2μg／L．     

基于光纤法珀传感器的局部放电测试系统

针对油浸变压器中局部放电的测试需求,设计了一套基于光纤法珀传感器的超声波测试系统。该系统采用集成可调谐激光模块作为光源,通过光纤环形器把光源、法珀传感器和光电探测器连接起来。光电探测器的直流输出信号通过MCU的检测,用来调整集成可调谐激光器模块的工作波长和传感器的工作点。对光电探测器输出的交流小信号通过信号调理电路进行放大、滤波得到被测声波的模拟信号。通过对模拟信号进行数据采集、分析和显示,实现对局部放电的监测。     

一种基于临界角法检焦系统的设计

临界角法检焦是利用光波在临界角附近的反射特性来检测聚焦状态,它具有分辨力高、损失光能小、结构简单、系统调试容易的特点,是亚微米级离焦检测的首选方法之一。根据菲涅尔公式,并通过合理假设,利用高斯光学公式可以得到离焦误差信号的计算公式。实验采用单光路临界角法,利用He-Ne激光器、临界角棱镜、四象限光电探测器、信号采样电路、数据采集卡等元器件组成了离焦检测系统,实现了离焦信号的提取;通过数字滤波、归一化处理等技术得到离焦误差信号（FES）,以此获得了FES的大小和变化趋势与离焦量的关系曲线,为临界角法离焦检测系统的工程实现提供了参考。     

提高光纤传感测量精度的方法研究

采用激光干涉原理实现了微位移光纤传感测量.通过对光学系统和光电检测系统的研究,总结出提高光纤传感测量精度的方法,文中对微弱光信号的相位调制,数字解理过程,给出了低噪声设计的理论依据,电路参数的选取原则和预放级设计的一般方法.系统微位移测试精度约0.05nm.     

微弱光电信号检测电路设计

光电信号检测与采集电路的性能优劣,直接关系到粉尘浓度测量系统的准确度和精确度。在分析研究了光电检测基本原理和微弱信号检测影响因素的基础上,针对粉尘浓度测量系统中光信号的特点,通过采用差分式测量结构,提高光电探测器供电电源的稳定度,选用低噪声、响应快的运算放大器等措施,设计了一种噪声低、反应快、简单实用的微弱光信号检测电路,成功应用到了某粉尘浓度测量系统上。     

新型室温红外探测器的微电容快速测试系统

新型室温红外探测器对8～14舯红外辐射具有快速灵敏的响应，设计出用于该探测器的微电容测试系统，能够快速灵敏地将探测器输出的电容信号通过C—f、f—V变换电路转换为电压信号，然后由A／D转换电路变为数字信号后传到PC机进行信号处理。给出了硬件电路的实现方法，其采样频率为10kHz，电容信号的分辨率为10fF．这种测试方法也适用于其他微小电容式传感器的快速检测。     

近红外光谱仪InGaAs前端电路系统研究

针对基于MEMS微镜的长波近红外光谱仪的具体参数要求,分析了InGaAs探测器的前端光电转换放大系统的设计原理和方法,设计并实现了该系统。系统主要由前置放大电路、Sallen-Key电路以及温控电路组成。仿真与实验结果表明:系统将光信号成功放大,且增益与带宽满足光谱仪要求,其中温控精度±0. 1℃,降低了暗电流的影响,提高了探测效率。研究工作涉及的原理与方法,对InGaAs探测器高灵敏、低噪声、低成本的光电转换与放大的实现具有指导与借鉴作用。     

光纤光栅微弱信号检测的解调电路

为了在光纤光栅匹配解调系统中实现对光纤光栅微弱信号的检测与处理,在应用微弱光电信号检测原理的基础上设计一种高信噪比、高检测精度的解调电路,该解调电路采用低噪声电路元件参数选取原则和前置放大器设计的一般方法,在雪崩光电二极管与信号数模转换之间采用互阻放大器、巴特沃斯滤波电路和多级放大电路,实现了电路的最佳噪声匹配,有效地抑制了电路的噪声和干扰。该解调电路在光纤光栅匹配解调系统中具有很高的信噪比和测量精度,且具有很好的灵敏度,在测量低频率振动信号试验中具有优异的性能。实验表明:该电路解调系统在25～200 Hz正弦激励振动信号下具有很好的低噪声性能,精确的测试出振动信号,同时该电路所采用的方法与措施对其他测量系统也有借鉴意义。     

光源闪动频率测试系统设计

针对某型号手机带手电筒闪光的特点,设计了一种光源闪动频率测试系统。利用小面积PIN光电二极管对光源闪动的信息进行捕捉,设计了光电转换电路对光信号进行识别和转换,采用滞回比较器对信号进行整形。通过对手电筒30Hz闪动模式实际测量表明:该系统性能可靠且测量精度高,有一定的实用价值。