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某武器系统专用大功率激光发射机的功率测试研究

作　者: 樊杰
导　师: 陈磊；王绪安
学　校: 南京理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 激光发射机 激光功率计 光电探测 单片机
分类号: TN83
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 227次
引　用: 2次
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内容摘要


光电测试技术在20世纪初问世以来，经过了长时期的发展，特别是近几十年，光电探测系统在性能、应用范围、使用效果等方面都得到了很大发展，为我们解决各工程领域光电探测问题做出了很大贡献。为满足国防科学技术研究的需要，进行强激光功率测试的研究和设计是十分必要的。 本课题针对一种大口径激光发射机设计一种激光功率计，其特点是，功率计镜头可通过不同的卡圈与该激光发射机的任一发射视场对接，被测发射视场发射出的强激光将全部进入功率计镜头，并被光电转换器转换成电信号后送入功率计电子箱；在单片机的控制下，该电信号经过积分器、A／D转换器的处理变为平均功率值并以BCD码进行显示。其突出优点是，测试性能稳定，操作方便，环境适应性强，尤其适合在野外环境下使用。 该激光功率计由两部分组成，即功率计镜头和功率计电子箱。功率计镜头含有会聚物镜组加中性滤光片的光学系统以及光电转换器件；功率计电子箱由光电转换电路、跟随电路、时序控制电路、积分电路、A／D转换电路、显示电路等组成。处理电路采用单片机作为中心控制器件，大大简化了电路设计，减小了体积和重量，并适合于在野外进行在线测量。 在本文中，作者负责激光功率计的镜头光学设计、结构设计，电子箱电路软硬件设计工作。

全文目录


摘要  2-3
ABSTRACT  3-4
目录  4-7
图表清单  7-9
1 绪论  9-13
  1．1 本课题的应用背景和研究目的  9-10
  1．2 光电测试技术的发展历史及发展现状  10-12
  1．3 本课题研究的主要工作  12-13
2 激光辐射及其测试基础知识  13-18
  2．1 激光特点  13
  2．2 激光辐射特性  13-15
  2．3 激光参数测试概述  15-16
  2．4 激光功率测试技术  16-17
  2．5 激光功率测试技术发展状况  17-18
3 光电探测系统设计基础知识  18-33
  3．1 光电探测器和光电探测技术  18-20
  3．2 光伏探测器的工作原理  20-22
  3．3 硅光电二极管输出特性  22
  3．4 探测器接收光学系统设计理论  22-24
  3．5 光学系统设计基础  24-29
    3．5．1 测试设备对光学系统性能要求  24-25
    3．5．2 光学系统的经济性  25-26
    3．5．3 光学系统设计的一般过程  26
    3．5．4 光学系统总体设计  26
    3．5．5 光学系统的具体设计  26-27
    3．5．6 背景与环境光影响的消除  27-28
    3．5．7 滤色器与光谱匹配  28-29
  3．6 光电信号检测电路设计要求  29-30
  3．7 光辐射探测方法  30-33
4 测试系统设计  33-66
  4．1 被测激光发射机的主要技术参数  33-34
  4．2 测试系统组成  34-35
  4．3 工作原理  35-36
  4．4 功率计镜头设计  36-43
    4．4．1 光学系统设计原则  36
    4．4．2 光学系统设计  36-37
    4．4．3 全反射的产生及消除  37-38
    4．4．4 光学系统各组元光焦度分配  38
    4．4．5 胶合透镜的设置及定位  38
    4．4．6 曲率锐度判别  38-39
    4．4．7 设计结果  39-41
    4．4．8 滤光片设计  41-43
  4．5 光电探测器的选择  43-45
    4．5．1 型号  43
    4．5．2 特点  43
    4．5．3 参数性能  43-44
    4．5．4 使用简图  44
    4．5．5 特性曲线  44-45
    4．5．6 注意事项  45
  4．6 测试电路设计  45-61
    4．6．1 测试电路设计方案  45-46
    4．6．2 光电转换电路  46-48
    4．6．3 跟随电路  48-49
    4．6．4 时序控制电路  49
    4．6．5 CD4066模拟开关  49-50
    4．6．6 87C552单片机  50-51
    4．6．7 振荡器和时钟电路  51-52
    4．6．8 复位电路  52-53
    4．6．9 积分电路  53-57
    4．6．10 采样／保持器  57-59
    4．6．11 A／D转换电路  59
    4．6．12 显示电路  59-61
    4．6．13 电路原理图  61
  4．7 结构设计  61-63
  4．8 软件设计  63-66
5 实验数据和结论  66-75
  5．1 试验系统组成及工作原理  66
  5．2 试验步骤  66-68
    5．2．1 测试顺序  66-67
    5．2．2 操作方法  67-68
  5．3 试验科目及结果  68
  5．4 数据的判断方法  68-69
  5．5 结论  69-75
结束语  75-77
致谢  77-78
参考文献  78-80

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线电设备、电信设备 > 发送设备、发射机
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