• 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03
    • / 10
    • 下载费用:30 金币  

    玩儿重庆时时彩犯法: 一种激光微脉冲峰值功率测试装置.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201510887704.X

    申请日:

    2015.12.05

    公开号:

    CN105606213A

    公开日:

    2016.05.25

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01J 1/46申请日:20151205|||公开
    IPC分类号: G01J1/46 主分类号: G01J1/46
    申请人: 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所
    发明人: 樊宪唐; 赵晓霞; 李金全
    地址: 471009 河南省洛阳市凯旋西路25号
    优先权:
    专利代理机构: 郑州睿信知识产权代理有限公司 41119 代理人: 崔旭东
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510887704.X

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.02.13|||2016.06.22|||2016.05.25

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种激光微脉冲峰值功率测试装置,其特征在于,包括光电转换电路以及信号处理电路,以及连接于光电转换电路前端用于消除像差、减小焦斑尺寸的光学汇聚???。本发明提供的一种激光微脉冲峰值功率测试装置,其特征在于,通过光学汇聚??榻讲獾降募す饣憔鄢晌桓龉獍叩?,然后再通过光电转换??樽怀晌缌餍藕?,然后再进行后续转换计算,能够很好的适应这种低频、窄脉宽形式的脉冲激光峰值功率测试。

    权利要求书

    1.一种激光微脉冲峰值功率测试装置,其特征在于,包括光电转换电路以
    及信号处理电路,以及连接于光电转换电路前端用于消除像差、减小焦斑尺寸
    的光学汇聚???。
    2.根据权利要求1所述的一种激光微脉冲峰值功率测试装置,其特征在于,
    所述光学汇聚??槭侨椒掷敫春系墓庋低?。
    3.根据权利要求1所述的一种激光微脉冲峰值功率测试装置,其特征在于,
    所述三片式分离复合结构的光学系统的三片透镜镜片采用A+A+B结构方式,所
    述A透镜的凸面半径为600mm,凹面半径为无穷大;所述B透镜的凸面半径
    685mm,凹面半径为588mm;两个种透镜的外径均为170mm,且结构方式为两A
    透镜凹面朝向一致,位于中间的A透镜与B透镜的凹面相对。
    4.根据权利要求1所述的一种激光微脉冲峰值功率测试装置,其特征在于,
    所述光电转换电路包括光电转换???、多级放大电路、功率峰值保持电路。
    5.根据权利要求4所述的一种激光微脉冲峰值功率测试装置,其特征在于,
    所述多级放大电路是由一级跨阻放大器、二级跨阻放大器串联构成的二级放大
    电路。
    6.根据权利要求5所述的一种激光微脉冲峰值功率测试装置,其特征在于,
    所述光电转换??榱佑谒鲆患犊缱璺糯笃鞯氖淙攵?。
    7.根据权利要求5所述的一种激光微脉冲峰值功率测试装置,其特征在于,
    所述二级跨阻放大器输出端连接有接地电容,同时接地电容与输出端连接的位
    置还接有二极管的阴极,二极管的阳极连接二级跨阻放大器的电源正端,所述
    二极管和电容构成功率峰值保持电路。
    8.根据权利要求4所述的一种激光微脉冲峰值功率测试装置,其特征在于,
    所述光电转换??椴捎眉す馕⒐β侍讲庥锰讲馄?,所述装置对探测器系统进行
    二次恒温封装。
    9.根据权利要求4所述的一种激光微脉冲峰值功率测试装置,其特征在于,
    所述功率峰值保持电路,由多级放大滤波电路、峰值保持电路,高速A/D转换
    电路组成。
    10.根据权利要求1所述的一种激光微脉冲峰值功率测试装置,其特征在
    于,信号处理电路采用AD7928作为数据采集芯片,通过SPI总线与中央控制
    器进行数据通信,外部采用AD780AR作为电压基准。

    说明书

    一种激光微脉冲峰值功率测试装置

    技术领域

    本发明涉及一种激光微脉冲峰值功率测试装置,尤其涉及一种基于快速响
    应光电探测器的低频窄脉宽微脉冲激光峰值功率的测试。

    背景技术

    目前市面常见的激光微功率计工作模式为:热电推式探测器、热释电式探
    测器和光电式探测器和半导体光电二极管式探测器几种。常见的能量检测法为
    光热法及光电法。由于光电二极管测量的动态范围大,测量速度块能实时反映
    信号的包络变化,被广泛应用于光电探测和激光脉冲能量的测量方面。但光电
    探测器光敏面大响应时间长只能用于连续光或准连续光的测量的,小光敏面响
    应速度快,光学汇聚系统设计装调合后续采集电路难度大。在对低频激光微脉
    冲峰值功率的测试中,对小功率信号直接进行测试的话,不能够很好的适应这
    种低频、窄脉宽形式的脉冲激光峰值功率测试,亟需一种技术方案提供一种适
    用于低频窄脉宽脉冲激光峰值功率测试的装置。

    发明内容

    本发明的目的是提供一种适用于低频窄脉宽脉冲激光峰值功率测试的装
    置,用于解决现有技术中对低频窄脉宽脉冲激光峰值功率测试时没有进行光学
    汇聚的技术问题。

    为实现上述目的,本发明的方案包括:

    一种激光微脉冲峰值功率测试装置,包括光电转换电路以及信号处理电
    路,以及连接于光电转换电路前端用于消除像差、减小焦斑尺寸的光学汇聚模
    块。

    优选的,光学汇聚??槭侨椒掷敫春系墓庋低?。

    进一步的,所述三片式分离复合结构的光学系统的三片透镜镜片采用
    A+A+B结构方式,所述A透镜的凸面半径为600mm,凹面半径为无穷大;所
    述B透镜的凸面半径685mm,凹面半径为588mm;两个种透镜的外径均为
    170mm,且结构方式为两A透镜凹面朝向一致,位于中间的A透镜与B透镜
    的凹面相对。

    进一步的,所述光电转换电路包括光电转换???、多级放大电路、功率峰
    值保持电路。

    进一步的,所述多级放大电路是由一级跨阻放大器、二级跨阻放大器串联
    构成的二级放大电路。

    进一步的,所述光电转换??榱佑谒鲆患犊缱璺糯笃鞯氖淙攵?。

    进一步的,所述二级跨阻放大器输出端连接有接地电容,同时接地电容与
    输出端连接的位置还接有二极管的阴极,二极管的阳极连接二级跨阻放大器的
    电源正端,所述二极管和电容构成功率峰值保持电路。

    进一步的,所述光电转换??椴捎眉す馕⒐β侍讲庥锰讲馄?,所述装置对
    探测器系统进行二次恒温封装。

    进一步的,所述功率峰值保持电路,由多级放大滤波电路、峰值保持电路,
    高速A/D转换电路组成。

    进一步的,信号处理电路采用AD7928作为数据采集芯片,通过SPI总线
    与中央控制器进行数据通信,外部采用AD780AR作为电压基准。

    本发明提供的一种激光微脉冲峰值功率测试装置,通过光学汇聚??榻?br />测到的激光汇聚成为一个光斑点,然后再通过光电转换??樽怀晌缌餍?br />号,然后再进行后续转换计算,能够很好的适应这种低频、窄脉宽形式的脉冲
    激光峰值功率测试。

    同时,多级放大电路将高速光电探测器采集到的激光微脉冲信号进行无失
    真的放大和保持,通过改变加载到光路中的能量衰减片拉力扩展激光微脉冲峰
    值功率的动态范围,能够准备测量激光测距机接收组件的探测灵敏度,有利于
    远程机载激光测距机测程的准确推算,降低设计测试难度。

    附图说明

    图1是激光微脉冲峰值功率测试装置的整体结构图;

    图2是光学系统结构;

    图3是A透镜的结构参数图;

    图4是B透镜的结构参数图;

    图5是1.064μm焦斑情况图;

    图6是1.57μm焦斑情况图;

    图7是一级跨阻放大器原理图;

    图8是二级跨阻放大器原理图;

    图9是峰值采集和保持电路原理图。

    具体实施方式

    下面结合附图对本发明做进一步详细的说明。

    本发明提供一种适用于低频窄脉宽微脉冲激光峰值功率测试的激光微脉
    冲峰值功率测试装置,包括顺次连接的光学汇聚???、光电转换电路以及中央
    处理???,具体如图1所示。

    从图1中可以看出,激光微脉冲峰值功率测试装置包括大口径光学汇聚模
    块、光电转换电路和中央处理???,大口径光学汇聚??槭且恢秩椒掷敫?br />合结构的光学系统,用以消除像差、减小焦斑的尺寸。具体的,如图2所示,
    三片透镜采用的是A+A+B结构,两个A透镜的凹面朝向一致,居于中间的A透
    镜凹面与居于最后的B透镜凹面相对,A透镜与B透镜的具体结构尺寸分别如
    图3和图4所示。更加两个A透镜和B透镜的参数计算可知,该三片式分离复
    合结构光学系统的焦距为600mm,焦斑的直径小于40μm,如图5所示,光斑
    的均方根半径RMSRADIUS为10.977μm,如图6所示光斑的GEO半径GEORADIUS
    为20.276μm,图中标尺长度为100μm,很显然,焦斑的直径小于50μm。

    其中,光电转换??椴捎眉す馕⒐β侍讲庥锰讲馄?,为了减小温度对测试
    精度的影响,该装置对探测器系统进行了二次恒温封装。

    当然,作为其他实施方式,光学汇聚系统还可以采用其他模式,只要能够
    起到消除像差、减小焦斑尺寸的作用即可。

    光学系统聚焦产生的光斑照射在光电转换电路的光电??樯?,将光信号转
    换为电信号,进而将该电信号进行处理后传输到中央处理??榻写?。在这
    里,光电转换??槭巧柚糜谝患斗糯蟮缏飞系母咚俟獾缣讲馄鱀1。如图7所示,
    三极管Q1的集电极连接+5V电压源,发射极接地,其基极连接三极管Q2的集
    电极,三极管Q2的发射极接地,基极通过串联稳压二极管D2、高速光电探测
    器D1后连接到+12V电压源,其中稳压二极管D2的阳极连接三极管Q2的基极,
    D2的阴极连接高速光电探测器D1的阳极,在这里三极管Q1是PNP型、三极管
    Q2是NPN型;电阻R2连接高速光电探测器D1的阴极和三极管Q1的发射极,
    从而构成跨阻放大器,把电流信号转换为电压信号后在三极管Q1的发射极通
    过电容C1输出。

    如图8所示,是本发明中的二级放大器,二极管Q3的发射极通过电阻R3
    连接+5V电压源,其集电极接地,基极连接三极管Q4的集电极,三极管Q4的
    发射极接地,基极通过稳压二极管D4和电阻R4连接一级跨阻放大器的输出电
    压信号,稳压二极管D4的阴极连接电阻R4,阳极连接三极管Q4的基极;连接
    于电阻R4和稳压二极管D4串接点的电阻R5与连接于三极管Q3发射极的二极
    管D3相连后通过电容C2接地,从二极管D3和电阻R5的并联节点输出增益电
    压信号;其中二极管D3的阴极连接并联节点,阳极连接三极管Q3的发射极,
    三极管Q3是PNP型三极管,三极管Q4是NPN型三极管。二级放大电路是一个
    由电阻R5构成的二级跨阻放大电路,进行电压放大,增益大小由R4、R5决定:
    Vo=Vin*R5/R4,需要说明的是,同时二极管D3和电容C2还构成峰值保持电路。

    转换后的光信号经过一级放大电路和二级放大电路放大后送入功率峰值
    保持和采集???,功率峰值保持和采集??榈木咛宓缏方峁谷缤?所示。

    对探测器探测到的信号进行放大、滤波、保持和AD转换后,将处理完成
    的信号送入到信号处理电路中,最终送入到中央处理??榻写?,中央处理
    ??槭且桓隹刂萍扑慊?。信号处理电路采用AD7928作为数据采集芯片,通过
    SPI总线与中央控制器进行数据通信,外部采用AD780AR作为电压基准;将
    采集的数据信息进行处理,时时显示激光脉冲信号的峰值功率信息,配合成套
    激光衰减片能满足宽功率范围、低频、窄脉宽激光脉冲峰值功率的准确测试。
    控制计算机接收到光电探测器经过放大和保持的电压信号后,根据输入的激光
    波长,调用探测器的归一化响应度,得到系统的测试功率,结合衰减器的衰减
    倍数,得到激光照射器的实际功率。功率测量部分主要包括波长选择、功率显
    示、单位切换、响应度显示和衰减量设置等。脉冲测量部分主要由档位选择、
    示波界面和结果输出等组成,用户通过示波界面中的标尺,选定相应的波形范
    围,由系统进行测量后,根据选择的相应档位将结果实时的显示出来。下面对
    具体的计算过程做出详细说明:

    根据系统设计,系统由3块镜片组成,共有6个面,假设镀膜后的透过率
    均为97%以上,则到达探测器的光功率约为

    1×(0.97)6=0.833μW

    根据InGaAs探测器的响应曲线,在1064nm处探测器的响应度为0.6A/W,
    则产生的光电流大小为:

    I=0.6*0.833=0.5μA

    激光信号的脉宽为10~30ns,则对于脉宽为10ns的激光信号,将其转化
    为电荷时,可以用如下公式计算:

    Q=I·t=0.5×10×10-9=5×10-9

    假设现在所用探测器的电容为40pf,则对于脉宽为10ns的激光信号,加
    载到探测器电容上的电压可以用如下公式计算:

    U = Q c = 5 × 10 - 9 40 × 10 - 12 = 0.125 m V ]]>

    通常情况下,探测器的前置放大器就可以轻松的实现对μV量级信号的放
    大。

    根据实际使用要求,激光的脉宽范围为10~50ns(带宽为10-50MHz),因
    此可以选择放大器的带宽为5~80MHz;根据已知,探测器噪声的小功率为
    则探测器的噪声电流可以用下述公式计算出来:

    I N = f 1 f 2 N E P · d f = 6 × 10 - 15 × ( 7.07 × 10 - 3 - 3.16 × 10 - 3 ) = 23.46 p A ]]>

    从上述计算结果可以看出,噪声电流的大小为23.46pA,远远小于激光信
    号产生的光电流0.5μA。

    根据目前衰减片的制作工艺水平,最大可以达到120dB的衰减倍数,从而
    能够使得激光微脉冲峰值功率的测试范围大大扩展,因此,对于大功率激光信
    号,完全可以将其进行衰减探测,对小功率信号可以进行直接探测,而本发明
    提出的增加光学汇聚???,将小信号汇聚成点光源进行间接探测的发明,能够
    使得测试效果更加良好。

    以上给出了本发明具体的实施方式,但本发明不局限于所描述的实施方
    式。在本发明给出的思路下,采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上
    述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改,并且起到的作用与本发明中的
    相应技术手段基本相同、实现的发明目的也基本相同,这样形成的技术方案是
    对上述实施例进行微调形成的,这种技术方案仍落入本发明的?;し段?。

    关 键 词:
    一种 激光 脉冲 峰值 功率 测试 装置
      专利查询网所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    关于本文
    本文标题:一种激光微脉冲峰值功率测试装置.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-5886403.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们

    [email protected] 2017-2018 www.4mum.com.cn网站版权所有
    经营许可证编号:粤ICP备17046363号-1 
     


    收起
    展开
  • 四川郎酒股份有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度环保奖 2019-05-13
  • 银保监会新规剑指大企业多头融资和过度融资 2019-05-12
  • 韩国再提4国联合申办世界杯 中国网友无视:我们自己来 2019-05-11
  • 中国人为什么一定要买房? 2019-05-11
  • 十九大精神进校园:风正扬帆当有为 勇做时代弄潮儿 2019-05-10
  • 粽叶飘香幸福邻里——廊坊市举办“我们的节日·端午”主题活动 2019-05-09
  • 太原设禁鸣路段 设备在测试中 2019-05-09
  • 拜耳医药保健有限公司获第十二届人民企业社会责任奖年度企业奖 2019-05-08
  • “港独”没出路!“梁天琦们”该醒醒了 2019-05-07
  • 陈卫平:中国文化内涵包含三方面 文化复兴表现在其中 2019-05-06
  • 人民日报客户端辟谣:“合成军装照”产品请放心使用 2019-05-05
  • 【十九大·理论新视野】为什么要“建设现代化经济体系”?   2019-05-04
  • 聚焦2017年乌鲁木齐市老城区改造提升工程 2019-05-04
  • 【专家谈】上合组织——构建区域命运共同体的有力实践者 2019-05-03
  • 【华商侃车NO.192】 亲!楼市火爆,别忘了买车位啊! 2019-05-03