激光功率计的设计
专业班级：光电信息工程120X
任课老师：赵茗
姓名：XXX
学号: X
一、概述
激光功率计从传感器（将光能转变为电信号的器件）分，有下列三种：
1、量热方式：其优点是波长范围宽，适合大功率测量，缺点是灵敏度较低，时
间常数大。
2、光电方式：其优点是灵敏度很高，适合微小功率测量，时间常数小，缺点是
波长范围窄，灵敏度-波长特性变化较大。
3、热释电方式，其优点是波长范围宽，灵敏度高，时间常数很小，缺点是只限
于测量单脉冲激光功率，需要100兆欧左右的高输入阻抗的特殊放大器。二、原理
激光功率计主要用于测量激光信号的强弱。目前测量激光功率的方法有两种，一种是热转换方式，一种是半导体光电检测方式。前一种的光谱响应曲线平坦、准确度高，但是成本高，响应时间长。用半导体光电检测可以得到比较高的探测灵敏度和响应速度。
我选择设计一个半导体光电方式检测的激光功率计。
原理图：
具体电路原理框图：
光电池用于接收光信号并将光信号转换为电信号，而其工作原理不做具体详述。而此时电信号比较微弱，即所对应的电压值较小，然后通过放大电路将信号进行放大以便于感应测量。AD转换电路的功能为将电流由交流变为直流。再后面是读数显示模块，我在此处整合到万用表，即用万用表来代替数显的部分。
三、设计电路图
根据实际应的激光功率计的电路框图可以找到适当的电子元件进行搭建实验，具体的元件选型和其功能如下图所示：
硅光电池BPW34：具有高光电探测率、比较大的光敏面积、高光电灵敏度，快速响应时间、体积小等特点。
（1）大辐射敏感区（A=平方毫米）
（2）广角半灵敏度?=±65度
（3）高光敏感性
（4）响应时间短，能快速响应
（5）小结电容
（6）适用于可见光和近红外辐射
运算放大器CA3140：常用的高输入阻抗运算放大器。其为美国无线电公司研制开发的一种BiMOS高电压的运算放大器在一片集成芯片上，该CA3140A和
CA3140 BiMOS运算放大器功能保护MOSFET的栅极（PMOS上）中的晶体管输入
电路提供非常高的输入阻抗，极低输入电流和高速性能。操作电源电压从4V至
36V（无论单或双电源),它结合了压电PMOS晶体管工艺和高电压双授晶体管的优点.(互补对称金属氧化物半导体)卓越性能的运放。
数字万用表：是电学实验室必备的一种测量仪器，内部有高精度的数模转化
器和显示器，其特性足够我们搭建激光功率计性能的需要。
仿真电路图：
硅光电池BPW34 光谱相应曲线：
CA3140 引脚定义图
三、参数
上图实际上是一个I - V(电流-电压)转换器。根据硅光电池的工作原理可知 ， 在线性测量中光电池必须工作在短路状态下。
由理想运算放大器的特点可知：
图中光电池工作在短路状态下， If = Ip = Isc = φe( λ) Se( λ)
Isc 为光电池的短路电流 ,
Ip 为光电池的光生电流 ,
Se( λ)为光谱灵敏度 ,
φ( λ)为入射光功率 。
运算放大器的输出可表示为 :
f e e f SC f p f f R S R I R I R I V )()(λλ?==== （1）
关于数显部分的万用表：
制作mW 级光功率计,必须考虑反馈电阻Rf 的阻值选择。已知硅光电池对于波长为 640nm,入射功率1mW 的光产生的电流为。若要要求入射光功率为1mW 的情况下运算放大器的输出为1V,则根据式(1)可以计算得到反馈电阻的取值为Ω, 因此用电压表测量I-V 转换器的输出电压,就可以知道光的功率。比如电压大小为2V 时,对应的640nm 的光的功率为2mW 。
制作W 级光功率计,必须考虑反馈电阻Rf 的阻值选择。已知硅光电池对于波长为 640nm,入射功率1W 的光产生的电流为。若要要求入射光功率为1W 的情况下运算放大器的输出为1V,则根据式(1)可以计算得到反馈电阻的取值为Ω, 因此用电压表测量I-V 转换器的输出电压,就可以知道光的功率。比如电压大小为2V 时,对应的640nm 的光的功率为2W 。
下表为对应不同的波长 应该选取的电阻值：
四、报告总结
老师，这门课我对通过的信心真不大，考试考得太差了，说实话这门课我没有好好学，考试是临时突击的，不管老师您给不给我通过，这份报告我是尽我目前的能力认真地完成的，虽然我不太会使用单片机来解决数显部分，但是我觉得万用表可以解决现成的问题。同时希望老师给我通过，不能呢我只好重修争取刷个好分数因为准备申请去台湾读书。我听同学对您评价挺高的，真后悔没有好好学。
春季快乐，阖家幸福。
课题：北汽机械厂降压变电所的电气设计专业：电气工程及其自动化 班级： 4 学号： 姓名： 指导教师： 设计日期：2015.6 成绩： 重庆大学城市科技学院电气信息学院 前言
电能是现代工业生产的主要能源和动力。电能既易于由其它形式的能量转换而来，又易于转换为其它形式的能量以供应用；电能的输送的分配既简单经济，又便于控制、调节和测量，有利于实现生产过程自动化。因此，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极为广泛。 在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在于它在产品成本中或投资总额中所占的比重多少，而在于工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。 因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。由于能源节约是工厂供电工作的一个重要方面，而能源节约对于国家经济建设具有十分重要的战略意义，因此做好工厂供电工作，对于节约能源、支援国家经济建设，也具有重大的作用。 工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能工作，就必须达到以下基本要求： 1. 安全在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。 2. 可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。 3. 优质应满足电能用户对电压和频率等质量的要求. 4. 经济供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。 此外，在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部的当前的利益，又要有全局观点，能顾全大局，适应发展。
谷老师谈话整理——激光器验收 一、仪器基本情况及关键指标 锁模紫外激光器主要技术参数：1)波长(nm)：355；2)输出模式：TEM00（高斯光）；3)工作模式：锁模，准连续激光（由于脉冲频率很高，几乎相当于连续的）；4)重复频率(MHz)：100±1；5)平均功率(mW)：150；6)功率稳定性(over 8 hours)：< ±1% rms； 7)脉宽：﹥10ps；8)预热时间(minutes)：<10；9)光斑发散角(mrad)： <2.0；10) 光斑直径(mm)：0.9 ±15%；11) 工作温度(℃)：15～ 35；12) 偏振：水平偏振。 二、验收项目 1)波长(nm):355；4)重复频率(MHz):100±1；5)平均功率(mW)： 150；6)功率稳定性(over 8 hours) :< ±1% rms；7)脉宽: ﹥10ps； 9)光斑发散角: (mrad)：<2.0；10) 光斑直径: (mm)：0.9 ±15%；11) 工作温度(℃)：15～35；12) 偏振：水平偏振。 关键验收指标：激光器的稳定性、均匀性、持续时间，涉及到的关键指标有：脉冲宽度、重复频率、平均功率（峰值功率）、光斑发散角 注：以上指标在不同温度下测试 三、验收仪器 波长计（光谱仪）、光电探测器（将光信号转换为电信号）、示波器、功率计、光束分析仪（光斑分析仪） 四、验收方法与操作流程
1）结合光电探测器+示波器：通过示波器可观看到激光的脉冲宽度、重复频率、功率峰值大小，并观察其稳定性情况，正 常情况下各项指标误差在±2%以内； 2）功率计：测试平均功率密度； 注：结合偏振片还可测试偏振方向，改变偏振片取向看功率 计中入射功率的变化。 3）波长计或光谱仪：测试波长纯度，应满足误差不超过±1%； 4）光束分析仪或光斑分析仪：测试光斑直径大小和衍射角注：当没有上述仪器时，可以简单设计以下测试方案：即，在激光光路上的不同位置记录下光斑直径的大小，测量相应位置距离，即可计算出衍射角大小 5) 功率均匀性测试方法：光束先后经过透镜、光阑，光束经过光阑调制后进入功率计，测试不同位置功率大小。 6）BBO晶体正入射的调制方法：光束经透镜聚焦后经过光阑调制进入BBO晶体，如果BBO没有垂直放置的话，经BBO反射的激光将不能反射返回进入光阑中（聚焦透镜应该选择吸收和散射较少的，一般要求石英制作透镜）。 注意：1）355nm激光不能直接打到光电探测器上，2）观察各项测试指标在其连续工作数小时后是否保持稳定，可以每隔一小时测试一次；
44瓦超高功率808 nm半导体激光器设计与制作 仇伯仓，胡海，何晋国 深圳清华大学研究院 深圳瑞波光电子有限公司 1. 引言 半导体激光器采用III-V化合物为其有源介质，通常通过电注入，在有源区通过电子与空穴复合将注入的电能量转换为光子能量。与固态或气体激光相比，半导体激光具有十分显著的特点：1）能量转换效率高，比如典型的808 nm高功率激光的最高电光转换效率可以高达65%以上[1]，与之成为鲜明对照的是，CO2气体激光的能量转换效率仅有10%，而采用传统灯光泵浦的固态激光的能量转换效率更低, 只有1%左右；2）体积小。一个出射功率超过10 W 的半导体激光芯片尺寸大约为mm3, 而一台固态激光更有可能占据实验室的整整一张工作台；3）可靠性高，平均寿命估计可以长达数十万小时[2]；4）价格低廉。半导体激光也同样遵从集成电路工业中的摩尔定律，即性能指标随时间以指数上升的趋势改善，而价格则随时间以指数形式下降。正是因为半导体激光的上述优点，使其愈来愈广泛地应用到国计民生的各个方面，诸如工业应用、信息技术、激光显示、激光医疗以及科学研究与国防应用。随着激光芯片性能的不断提高与其价格的持续下降，以808 nm 以及9xx nm为代表的高功率激光器件已经成为激光加工系统的最核心的关键部件。高功率激光芯片有若干重要技术指标，包括能量转换效率以及器件运行可靠性等。器件的能量转换效率主要取决于芯片的外延结构与器件结构设计，而运行可靠性主要与芯片的腔面处理工艺有关。本文首先简要综述高功率激光的设计思想以及腔面处理方法，随后展示深圳清华大学研究院和深圳瑞波光电子有限公司在研发808nm高功率单管激光芯片方面所取得的主要进展。 2.高功率激光结构设计 图1. 半导体激光外延结构示意图
浅析如何选取激光功率计和能量计 如何选取激光功率 激光功率和能量计主要用来测量光源的输出。无论光发射是来源于弱光源（如荧光），还是来源于高能量的脉冲激光器，功率和能量计都是实验室、生产部门或是工作现场等多种应用环境中必不可少的工具。 虽然功率计和能量计是分别提供的，但随着能够适用大量不同类型的光学传感器的通用型仪表盘或显示装置的发展，它们也被合起来称作单独的一类仪器——功率和能量计，或PEM。仪器所采用的光学传感器的类型，决定了其能测量光功率还是光能量，通常单位分别瓦特（W）或焦耳（J）。具体来讲，功率计能够测量连续波（CW）或者重复脉冲光源，其所使用的传感器通常是热电堆或光电二极管。能量计则通常用于测量脉冲激光，即单脉冲或者重复脉冲光源，其所使用的传感器包括热释电、热电堆，或者带有专门为测量脉冲光源而设计的电路的光电二极管。 系统配置 一些制造商将功率或能量计分为具有控制和示值读数功能的测量部分（或仪表盘）和传感器部分（也称为探测器或探头），两者结合在一起就组成一套“测量系统”。另一些厂商将这两者统称为测量仪。无论哪种分类方式，传感器都存储有校准信息，仪表盘则测量传感器的输出电流，并参考校准表来输出数据。 在某些配置中，仪表盘会作为探测器与用户之间的接口，通过RS-232或者USB连接方式直接向电脑传输测量数据，在这种情况下，显示装置就不再是必需的了。测量数据可能包括功率、差值、总和、线性、对数值和几个通道同时衰减的曲线。大部分PEM仪表盘是数字式的，但是对于功率只有小幅波动的应用而言，模拟式测试仪就足以胜任了。 传感器的选择比较复杂。目前市场上应用的三种主要传感器类型有：光电二极管、热传感器和热释电传感器。光电二极管传感器由光电二极管和ND）滤光片组成，以确保入射到探测器上的功率能够保证传感器线性工作，其中光电二极管通常选用硅（Si）、锗（Ge）或铟砷化镓等材料，每种光电二极管具有不同的峰值波长和响应范围。每个光电二极管在不同的波长处具有不同的响应度。响应度的单位是A/W，代表了传感器将入射光转换为电流的效率。具有快速响应时间的传感器对波长敏感，因此最适用于测量低功率激光。 热传感器通过将入射光转换成热能来测量功率或能量。热传感器在186nm~10.6μm的波长范围内具有平坦的光谱响应，因此其适用于多波长或者非单色光的测量。光电二极管也可以测量紫外（UV）到红外（IR）波段的波长，但是其在不同波长处具有不同的响应度，因此必须将激光波长输入测量仪以获得正确的读数。在1800 nm或更长的波长处，热探测器通常是唯一的选择。热传感器可以承受高功率激光，但是如果功率变化范围较大的话，则需要几秒钟才能达到平衡。由于不像光电二极管那样灵敏，因此热传感器不适合用于低功率测量。 热释电传感器通过将光脉冲能量转换成电压信号来测量脉冲能量。热释电传感器能响应较宽的波长范围，但是其响应曲线不如热传感器那么平坦。热释电传感器只能测量脉冲光源，并有最小带宽要求以使传感器能够“看到”脉冲。 目前市场上的许多功率和能量计都兼容这三类传感器（见图1）。如果将通用型仪表盘和功率传感器一起使用，这套装置就是功率计；如果将通用型仪表盘和能量传感器一起使用，这套装置就是能量计。 图 1：Thorlabs公司为自由空间和光纤应用设计的PM100D功率计，可以兼容超过25种不同的功率和能量传感器。根据所选取的传感器，其可测量的光功率范围为100pW~250W，可测量的能量范围为3μJ~15J。当与新型超紧凑的S150C系列光纤传感器一起使用时，PM100D
《地震勘探课程设计》 报告 院系 班级 学生 学号 指导教师 完成日期2014年3月12日 长江大学工程技术学院
目录 一、课程设计目的 (3) 二、课程设计的容 (3) 三、课程设计原理 (3) 四、工区数据 (4) 五、课程设计步骤 (5) 1、建立工区 (5) 2、资料加载 (8) 3、层位标定和层位追踪 (10) 4、断层解释 (13) 5、构造图绘制 (14) 六、心得体会 (15)
一、课程设计目的 地震勘探解释课程设计是我们勘查技术与工程专业和资源勘查工程专业教学中的一个重要的实践性训练环节，通过上机实际操作，训练我们对地震资料进行常规构造解释的实际能力，最终使我们达到：学会利用地震解释软件来进行地震数据的加载，地震层位的标定，地震层位的追踪对比，在地震资料上分析和解释各种断层，以及地震构造图的编制方法。同时，还要学会综合地震地质资料对构造解释结果进行分析，进而对含油气有利地带进行评价和预测，最终编制成果报告。 二、课程设计的容 本次课程设计是理论联系实际的具体表现，是培养学生分析问题、解决问题能力的一个必不可少的环节，主要分为两部分：一、通过对地震资料解释软件Discovery的使用，追踪解释层位数据；二、通过surfer软件学习成图。使学生对地震常用的解释软件有一个初步的认识，能为毕业后从事地震勘探工作奠定良好的基础。地震解释课程设计是勘查技术与工程专业教学中的一个重要的实践性训练环节。通过实验主要训练学生对地震资料进行常规构造解释的实际能力，具体要使学生达到： 1．了解人机联作的基本知识； 2．初步学会地震解释软件的操作流程（工区建立、资料加载、合成记录制作、层位标定、层位追踪、断层解释、断点组合）； 3. 进一步巩固和掌握地震资料解释的基本功； 4．初步学会地震成果的地质分析； 5．初步学会编写地震资料解释文字报告；
实验报告——半导体激光器输出光谱测量 实验时间：2017.03.04 一、实验目的 1、了解半导体激光器的基本原理及基本参数； 2、测量半导体激光器的输出特性和光谱特性； 3、了解外腔选模的机理，熟悉光栅外腔选模技术； 4、熟悉压窄谱线宽度的方法。 二、实验原理 1.半导体激光器 激光（LASER）的全称 light amplification by stimulated emission of radiation 意为通过受激发射实现光放大。 激光器的基本组成如下图： 必要组成部分无外乎：谐振腔、增益介质、泵浦源。 在此基础上，激光产生的条件有二： 1）粒子数反转 通过外界向工作物质输入能量，使粒子大部分处于高能态，而非基态。 2）跃迁选择定则 粒子能够从基态跃迁到高能态，需要两个能级之间满足跃迁选择定则，电子相差 的奇数倍角动量差。 世界上第一台激光器是1960年7月8日，美国科学家梅曼发明的红宝石激光器。 1962年世界上第一台半导体激光器发明问世。 2.半导体激光器的基本原理 半导体激光器工作原理是激励方式，利用半导体物质(既利用电子)在能带间跃迁发光，用半导体晶体的解理面形成两个平行反射镜面作为反射镜，组成谐振腔，使光振荡、反馈、产生光的辐射放大，输出激光。 没有杂质的纯净半导体，称为本征半导体。 如果在本征半导体中掺入杂质原子，则在导带之下和价带之上形成了杂质能级，分别称为施主能级和受主能级。 有施主能级的半导体称为n型半导体；有受主能级的半导体称这p型半导体。在常温下，热能使n型半导体的大部分施主原子被离化，其中电子被激发到导带上，成为自由电子。而p型半导体的大部分受主原子则俘获了价带中的电子，在价带中形成空穴。因此，n 型半导体主要由导带中的电子导电；p型半导体主要由价带中的空穴导电。 若在形成了p-n结的半导体材料上加上正向偏压，p区接正极，n区接负极。正向电压的电场与p-n结的自建电场方向相反，它削弱了自建电场对晶体中电子扩散运动的阻碍
一、设计题目 光功率计的功能完善 二、设计要求 1、设计一光电转换电路,将所收到的光信号转变为可测量的电信号。 2、测试转换后的电信号,并显示电压值。 3、使光功率计的量程、精度等方面得到完善 三、分析设计 1、工作原理 光功率计主要用于测量光信号的强弱，其内部原理如图1.1所示，光探头就是光敏感面面积较大（直径为1.10mm）的半导体ＰＩＮ光电二极管，加上Ｉ层的ＰＮ结二极管可以提高探测灵敏度和响应速度。被测光通过光纤接口投射到光探头的光敏面上时，半导体中的价带电子激发到导带，偏置电路中便会出现光电流，通过负载电阻实现I/V变换，此电压信号再经滤波放大后，最后由数字式显示器显示。光电流的大小是随输入射光的强度变化的，也就是说负载上电压信号的大小就反应了光强变化，所以显示器可以直接读出光功率的大小。 图1.1光功率计原理框图 2、模块介绍及功能 （1）光电转换、I/V变换放大 将一定功率的光信号经过光电二极管转化为电流信号，再经过滤波通过一个变阻器转化为电压信号，再经过运放变为符合数模转化的电压信号。 图1.2 数字光功率计的光电转换电路图
（2）模数转换及显示 ADC0809是带有8位A/D转换器、8路多路开关以及微处理机兼容的控制逻辑的CMOS组件。它是逐次逼近式A/D转换器，可以和单片机直接接口。 图1.3 ADC0809的管脚图 AT89C51单片机是Atmel公司的生产的一种低功耗/低电压、高性能的8位单片机，内部除CPU外，还包括128字节RAM，4个8位并行I/O口，5个中断优先级，2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，片内集成4K 字节可改变程序Flash存储器，具有低功耗，速度快，程序擦写方便等优点，完全满足本系统设计需要。 单片机P0口作为ADC0804转换数据的输入端，P3.0接ADC0809的EOC 端检测数据转换是否结束。P0.0～P0.3则作为４个数码管的位选信号控制。P3口有特殊的功能，P3.1用于控制ADC0804的启动，P2用于控制读取ADC0804的转换结果。
Web程序设计课程设计报告课程设计题目：某电子杂志网站 姓名：肖琴霞 专业：软件工程（国际教育） 班级：10211133 学号：1021113321 指导教师：吴光明 2013 年 3 月 10 日
一、设计目的 《Web应用开发课程设计》是实践性教学环节之一，是《Web程序设计》课程的辅助教学课程。通过课程设计，使学生掌握Web网站的基本概念，结合实际的操作和设计，巩固课堂教学内容，使学生掌握软件开发的基本概念、原理和技术，将理论与实际相结合，应用现有的开发工具，规范、科学地完成一个完整地应用软件的设计与实现，把理论课与实验课所学内容做一综合，并在此基础上强化学生的实践意识、提高其实际动手能力和创新能力。 当今时代是飞速发展的信息时代，在各行各业中离不开信息处理，这正使得计算机被广泛的应用于信息管理系统。计算机的最大好处在于利用它能够进行信息管理和查询。使用计算机进行信息控制，不仅提高了工作效率，而且大大的提高了其安全性。尤其对于复杂的信息管理，计算机能够充分发挥它的优越性。计算机进行信息管理与信息管理系统的开发密切相关，系统的开发是系统管理的前提。制作电子杂志网站可以方便读者阅读，且可以扩大读者的视野以及提高阅历。 二、设计解决方案 问题解决方案： 经过分析，我们决定利用ASP编程，使用Dreamweaver MX作前端开发工具，利用SQLServer2000作后台数据库管理，数据库驱动使用ADO。 前台功能模块：系统主界面与登录程序设计，杂志查询及订阅，读者服务模块，杂志分类设计等。 后台功能模块：管理主界面与登录程序设计，最新杂志信息管理模块，杂志订阅管理模块，在留言管理模块设计等。后台管理的建立，使管理员可以通过后台很容易的对杂志城进行管理，比如：对最畅销杂志，公告和杂志城注册用户进行添加，删除等管理工作，还可以对读者在线留言的处理。 三、电子杂志网需求分析 3.1 需求分析 需求分析是整个设计过程的基础，最困难、最消耗时间的一步。它的最终结果是提供
太原理工大学现代科技学院 课程实验报告 专业班级 学号 姓名 指导教师
实验名称 半导体激光器P-I 特性测试实验 同组人 专业班级 学号 姓名 成绩 一、 实验目的 1. 学习半导体激光器发光原理和光纤通信中激光光源工作原理 2. 了解半导体激光器平均输出光功率与注入驱动电流的关系 3. 掌握半导体激光器P （平均发送光功率）-I （注入电流）曲线的测试方法 二、 实验仪器 1. ZY12OFCom13BG 型光纤通信原理实验箱 1台 2. 光功率计 1台 3. FC/PC-FC/PC 单模光跳线 1根 4. 万用表 1台 5. 连接导线 20根 三、 实验原理 半导体激光二极管（LD ）或简称半导体激光器，它通过受激辐射发光，（处于高能级E 2的电子在光场的感应下发射一个和感应光子一模一样的光子，而跃迁到低能级E 1，这个过程称为光的受激辐射。所谓一模一样，是指发射光子和感应光子不仅频率相同，而且相位、偏振方向和传播方向都相同，它和感应光子是相干的。）是一种阈值器件。由于受激辐射与自发辐射的本质不同，导致了半导体激光器不仅能产生高功率（≥10mW ）辐射，而且输出光发散角窄（垂直发散角为30～50°，水平发散角为0～30°），与单模光纤的耦合效率高（约30％～50％），辐射光谱线窄（Δλ＝0.1～1.0nm ），适用于高比特工作，载流子复合寿命短，能进行高速信号（>20GHz ）直接调制，非常适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。 P-I 特性是选择半导体激光器的重要依据。在选择时，应选阈值电流I th 尽可能小，I th 对应P 值小，而且没有扭折点的半导体激光器，这样的激光器工作电流小，工作稳定性高，消光比（测试方法见实验四）大， ……………………………………装………………………………………订…………………………………………线………………………………………
激光功率计使用说明 衰减器滑动拨块取样按钮功率/波长转换开关 感测器衰减器位置指示显示器波长增/减按钮 功率测量: 1、将功率/波长转换开关拨至“W”档。 2、如果待测的激光功率＞10mW，将“衰减器滑动拨块”向感测器端移 动，使功率衰减器遮盖住感测器，此时“衰减器位置指示器”显示为黑色，此时，衰减器在工作位置，所测量的功率不得超过30W/cm2，当衰减器不在工作位置，“衰减器位置指示器”显示为黄色，此时，所测量的功率不得超过0.5W/cm2。 3、按下并压住功率计的“取样按钮”。 4、将功率计插入激光束并使感测器中心对准激光束至少2秒钟以上。注意：将感测器靠近光束正常的入射处，可获得最高的测量精度和减至最小的背反射损失。如果光功率计发出嘟、嘟声响，并且显示器上显示为三条虚线“- - -”，说明此时测量的功率级别已超出最大功率范围。 5、释放取样按钮，将光功率计从光束处移出， 6、在取样按钮被按下时，所测的功率峰值读数在显示器上显示，10秒钟 后，光功率计自动关闭。 波长的设置: 1、将“功率/波长切换开关”拨至λ档，当前的波长读数则在显示器上显
示。 2、用“波长增/减按钮”调整波长从400nm~1064nm。（当波长超过999nm 时，显示器的读数为000至64，表示1000至1064。） 注：波长的设置已经被储存，改变波长的设置是不必要的，除非波长的范围发生变化。 警告！ 如果使用中超过设定的最大功率密度范围，将会导致激光功率计的感测器的损坏。 技术参数 型号：33-1553-000 传感器类型：硅元件 波长范围：400~1064nm 最大测量功率：10Mw 精度：±5% 内置衰减器：1W 最大测量功率密度：0.5W/cm2 最大内置衰减器测量功率密度：30W/cm2 最小功率全刻度：9.99μW 最小功率分辨率：0.01μW 最小可视功率：0.5μW 峰值取样时间：2秒 显示保留时间：10秒 功率显示范围：9.99μW ~ 999 mW 电池寿命:180,000次(12秒/次) 过载声音报警：嘟、嘟
基于AT89C52单片机的光功率计的设计
基于AT89C52单片机的光功率计的设计 一、背景概述 随着技术的不断进步激光技术在各行业中得到了广泛的应用，对光功率测量技术也提出了更高的要求。传统的光功率测量系统设计是在探测器输出信号后，经放大、A／D转换，直接数字显示，同时有调零电路、定标电路，对于光电型还有波长选择开关。随着电子技术的发展，这种设计方法显然已经过时，当前的设计使用单片机技术，或者使测量电路和微机接口、软件和硬件相结合，实现智能测量，使采集和处理测量数据由单片机完成．而不需要人来操作，可以在特殊的环境中完成测量。 光功率定义 光功率是光在单位时间内所做的功。光功率常用单位是毫瓦(mW)和分贝(dB)，其中两者关系为lmW=0dB，而小于1mw 的分贝为负值。例如，在光纤收发器或交换机说明书中，有其产生的发光和接收光功率，通常发光小于0dB。接收端所能够接收的最小光功率称为灵敏度，能接收的最大光功率减去灵敏度的值称为动态范围，发光功率减去接收灵敏度是允许光纤损耗
值。 光功率计的设计要点 针对实际应用，要选择适合的光功率计，应该关注以下 各点： (1)选择最优的探头类型和接口类型。 (2)评价校准精度和编写校准程序，与光纤和接头要求 范围相匹配。 (3)确定这些型号与测量范围和显示分辨率相一致。 (4)具备直接插入损耗测量功能。 二、实验目的和意义 “光电子测量设计”是电子科学与技术专业的必修实践环节，该课程是以测量为主线， 应用光电子技术解决一个测量问题。学生通过具体解决测量问题的训练过程，理解测量的基 本概念，掌握应用光电子技术解决测量问题的基本方法，学会测量误差分析、数据处理等。 该课程对于培养有计量特色的光电子技术人才十分重要。 基于光电转换器件的光强度的测量，设计光接收电路，并进行光电转换，再设计放大电路、滤波电路、AD 转换电路及微处理器电路，对测量光的光强度进行标定，最终实现光强度的测量，系统要求精度为1mW。 三、方案设计与比较
《微机原理及应用》课程设计报告 题目LED16*16点阵实验 学院电子信息工程学院 专业电子信息工程 组长姓名和学号 学生姓名和学号 指导教师 2015 年 1 月 22 日
目录 1 选题目的、意义及任务 (1) 1.1 选题目的 (1) 1.2 选题意义 (1) 1.3 设计任务 (1) 2 方案设计 (2) 2.1设计思路......................... . (2) 2.2总体设计 (3) 2.3设计论证 (3) 2.4硬件连接 (3) 3 设计流程 (6) 3.1程序流程图 (6) 4 主程序分析 (7) 4.1程序分析 (7) 4.2功能解释 (9) 5 调试结果 (9) 5.1硬件、软件实现 (9) 5.2结果图 (10) 6 团队构成 (10) 7 问题分析 (11) 8 心得体会 (11) 8 附录 (14)
1 选题目的、意义及任务 1.1 选题目的 本次微机原理及应用课程设计我们组的选题是LED16*16点阵实验。LED点阵通过LED（发光二极管）组成，以灯珠亮灭来显示文字、图片、动画、视频等，LED点阵常常被用来做点阵屏。点阵屏是各部分组件都模块化的显示器件，通常由显示模块、控制系统及电源系统组成。LED点阵显示系统中各模块的显示方式有静态和动态显示两种，静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的脉冲信号，反复循环以上操作，就可以显示各种图形或文字信息。对于我们的课程设计主要目的如下： ①熟悉8155、8255的功能，了解点阵显示的原理及控制方法； ②学会使用LED点阵，通过编程显示不同字符； 1.2选题意义 LED显示屏具有亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定等特点。广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。因此16*16LED点阵实验的课程设计对实际的生产和生活具有非常重要的指导意义。通过LED16*16点阵实验来让我们更好地理解微机工作的原理，并更深层次的了解各大芯片的用法以及功能。 1.3设计任务 设计一个能显示16X16点阵图文LED显示屏，要求能显示文字，文字应稳定、清晰，文字以卷帘形式向上滚动显示“欢迎使用星研实验仪”。
激光测量技术 第一章 激光原理与技术 1、简并度：同一能级对应的不同的电子运动状态的数目； 简并能级：电子可以有两个或两个以上的不同运动状态具有相同的能级，这样的能级叫 简并能级 2、泵浦方式：光泵浦，电泵浦，化学泵浦，热泵浦 3、激光产生三要素：泵浦，增益介质，谐振腔 阀值条件:光在谐振腔来回往返一次所获得光增益必须大于或者等于所遭受的各种 损耗之和. 4、He-Ne 激光器的三种结构：【主要结构：激光管（放电管，电极，光学谐振腔）+电源+光学元件】 1）内腔式；2）外腔式；3）半内腔式 5、激光器分类：1）工作波段：远红外、红外激光器；可见光激光器；紫外、真空紫外激光器；X 光激光器 2）运转方式：连续激光器；脉冲激光器；超短脉冲激光器 6、激光的基本物理性质：1）激光的方向性。不同类型激光器的方向性差别很大，与增益介质的方向性及均匀性、谐振腔的类型及腔长和激光器的工作状态有关。气体激光器的增益介质有良好的均匀性，且腔长大，方向性 ，最好！ 例1：对于直径3mm 腔镜的632.8nmHe-Ne 激光器输出光束，近衍射极限光束发散角为 2）激光的高亮度。 3）单色性。激光的频率受以下条件影响：能级分裂；腔长变化←泵浦、温度、振 动 4）相干性：时间相干性(同地异时)：同一光源的光经过不同的路径到达同一位置， 尚能发生干涉，其经过的时间差τc 称为相干时间。相干长度： 例 : He-Ne laser 的线宽和波长比值为10-7求Michelson 干涉仪的最大测量长度是 多少？ 解： ，最大测量长度为Lmax=Lc/2=3.164m 。 空间相干性（同时异地）：同一时间，由空间不同的点发出的光波的相 干性。 7、相邻两个纵模频率的间隔为 谐振腔的作用：（1）提供正反馈；（2）选择激光的方向性；（3）提高激光的单色性。 例 设He-Ne 激光器腔长L 分别为0.30m 、1.0m,气体折射率n~1,试求纵模频率间隔各为多 少? 8、激光的横模：光场在横向不同的稳定分布，激光模式一般用TEMmnq 表示 原因：激活介质的不均匀性，或谐振腔内插入元件（如布儒斯特窗）破坏了腔的旋转对称性。激光横模形成的主要因素是谐振腔两端反射镜的衍射作用,光束不再是平行光，光强也改变为非均匀的。 λ λν?=?=?=//2c t c L c 1 =?c ντm L c 328.6/2=?=λλrad d 4102/22.1-?≈≈λθnL C 2=?νHz 105.10.1121031.0m,Hz 1053 .012103,m 30.0288288 1?=???=?=?=???=?==?νννL L nL c
光功率计使用说明 一、概述 通常光功率计采用了精确的校准技术，可测量不同波长的光功率，是光电器件、光无源器件、光纤、光缆、光纤通信设备的测量，以及光纤通信系统工程建設和维护的必备的测量工具。 二．技术条件 2．1 性能指标 a．光波长范围： 850 ～1550 nm b．光功率测量范围：－70 ～＋10 dBm c．显示分辨率： 0.01 dB d．准确度： ±5％（－70 ～＋3 dBm ） 非线性：≤ 4％（－70 ～＋3 dBm ） e．环境条件： 工作温度 0 ～55℃ 工作湿度≤ 85％ f．电源： AC 220伏／50Hz ±10％ 2．基本功能 a．显示方式：线性（mw/μw/ nw），对数（dBm）、相对測量（d B）; b．自动功能：自动量程，自动调零，量程保持，平均处理，相对测量
处理, 波长校准; 三．原理 光功率计由五部分组成, 即光探測器、程控放大器和程控滤波器、A/ D转换器、微处理器以及控制面板与数码显示器。其原理方框图如下（图1）： A／D变换器 P I N I／V 程控放大器和滤波器 C P U 控制面板和显示器 图 1. 光功率计原理方块图 被測光由PIN光探测器检测转换为光电流，由后续斩波稳定程控放大器将电流信号转换成电压信号，即实现I／V转换并放大，经程控滤波器滤除斩波附加分量及干扰信号后，送至A／D转换器，变成相应于输入光功率电平的数字信号，由微处理器（CPU）进行数据处理，再由数码显示器显示其数据。CPU可根据注入光功率的大小自动设置量程状态和滤波器状态，同时，可由面板输入指令（通过CPU）控制各部分完成指定工作。不注入光的情况下，可指令仪器自动调零。 四．使用 4．1 面板说明
专业课程设计报告 一、设计题目： 光功率计的制作 二、设计要求： 1．利用LD激光二极管作为光源，设计电路测其光功率值大小 2．用数码管显示数值 3．根据数码管显示数值，通过分析，计算光功率值 4．分析实验中存在误差，尽量的克服和消除。 5．记录实验数据，与LD激光二极管光功率真实值大小对照并分析误差等 6．书写实习报告等 三、分析设计 1：光功率计设计分析过程： (a) LD激光二极管发出光信号通过光电接收器（PIN）转化为电信号（电流）。 其中光功率P与电流I存在如下关系：
I=RP （R光电检测器的响应度，P为LD输出光功率值） （b）使用LD,由于光检测器（PIN）形成的是小信号电流，所以必须设计放大电路对小信号进行放大，以达到模数转换芯片所能正常工作所需电压幅值的要求.由于此实验只用到+5v直流电压，对于直流信号只需加电阻放大即可。 (c) 把此电压U的正负两端分别与数码管的31，30管脚相连，经过ICL7107A/D模数转换，用数码管将放大的电压电信号显示出来。(d) 当光信号发生变化时，数码管所显示的数值随放大电路参数的改变而成比例变化，即设计基本正确；数码管所显示的电压值就是此时输入的光功率值的代换值。 即:P=U/（R1*R）其中R：光电检测器响应度 2:光功率计的设计思想: 测量光功率是光纤通信测量一个重要步骤，测量光功率有热学法和光电法和其他的特殊方法。由于我们所学知识的限制，我们通过自己所熟悉的光电法来实现功率计的制作。 光电法就是用光电检测器检测光功率，设计中使用PIN光电二极管作为光电检测器。实质上是测量PIN在受光辐射后产生的微弱电流，根据光功率P与PIN生成电流I的关系式; I=RP 此电流与入射到光敏面上的光功率成正比，R为光电检测器的响应度。检测到的电流经过I/V变换，波长矫正后，再经过A/D转换模块，把模
目录 1 实习目的 (1) 2 问题描述 (1) 3.1 设计基本要求 (1) 3.2 停车场管理系统的主要功能 (2) 4概要设计 (2) 4.1设计思想 (2) 4.2函数及功能要求 (3) 5 详细设计 (4) 5.1 数据结构的设计 (4) 5.2 算法的设计思想及流程图 (5) 5.2.1 主要函数的功能说明 (5) 5.2.2 停车场管理系统流程图 (6) 5.2.3 主要模块算法描述 (8) 6 测试分析 (8) 6.1 测试用例 (8) 6.1.1 第一组测试用例 (8) 6.1.2 第二组测试用例 (10) 6.1.3 第三组测试用例 (11) 6.2 测试结果分析 (12) 7 使用说明 (12) 8 总结 (13) 参考文献 (15) 附录 (16)
停车场管理系统 1 实习目的 通过本次课程设计，了解并初步掌握设计、实现系统的完整过程，包括系统分析、编码设计、以及调试分析，熟练掌握数据结构的选择、设计、实现以及操作方法，为进一步的应用开发打好基础。 2 问题描述 停车场是一条可以停放n辆车的狭窄通道，且只有一个大门。汽车停放安到达时间的先后依次由北向南排列（大门在最南端，最先到达的第一辆车停在最北端）若停车场已经停满n辆车，后来的汽车在便道上等候，一旦有车开走，排在便道上的第一辆车可以开入；当停车场的某辆车要离开时，停在他后面的车要先后退为他让路，等它开出后其他车在按照原次序开入车场，每两停在车场的车要安时间长短缴费。 3 需求分析 停车场是一条可以停放n辆车的狭窄通道，且只有一个大门。汽车停放按到达时间的先后排列。若停车场已经停满n辆车，后来的汽车在便道上等候。一旦有车开走，排在便道上的第一辆车可以开入；当停车场的某辆车要离开时，停在他后面的车要先后退为他让路。等它开出后，其他车再按照原次序开入车场，每辆停在车场的车要按时间长短缴费。 3.1 设计基本要求 (1) 以栈模拟停车场，以队列模拟车场外的便道，按照从终端输入的数据序列进行模拟管理。每一组数据包括三个数据项：汽车“到达”或“离去”信息、汽车牌照号码、以及到达或离去的时刻。对每一组数据进行操作后的信息为：若是车辆到达，则输出汽车在停车场的内或便道上的位置：若是车辆离去则输出汽车在停车场内的停留时间和应缴纳的费用（在便道上的停留时间不收费）。栈以顺序结构实现，队列以链表结构实现。 (2) 友好性：界面要友好，输入有提示，尽量展示人性化。 (3) 可读性：源程序代码清晰、有层次，必要时给出注释。 (4) 健壮性：用户输入非法数据时，系统要及时给出警告信息。 (5) 测试数据：要求使用全部合法数据、整体非法数据、局部非法数据进行程序测试，以保证程序的稳定。测试数据及测试结果请在上交的资料中写明。
锁模紫外激光器主要技术参数：1）波长（nm ）: 355； 2）输出模 式： TEMOO （高斯光）；3）工作模式：锁模，准连续激光（由于脉冲 频率很高，几乎相当于连续的）；4）重复频率（MHz ） : 100±; 5） 平均功率（mW ）: 150； 6）功率稳定性（over 8 hours ）： < ±% rms; 7）脉宽:> 10ps; 8）预热时间（minutes ）:<10; 9）光斑发散角 （mrad ）: <2.0； 10）光斑直径（mm ）: 0.9 15%; 11）工作温度「C ）: 15? 35； 12）偏振：水平偏振。 二、 验收项目 1）波长（nm ）:355; 4）重复频率（MHz ）: 100±; 5）平均功率 （mW ）: 150; 6）功率稳定性（over 8 hours ） :< 1% rms; 7）脉宽：> 10ps; 9）光斑发散角：（mrad ）:<2.0; 10）光斑直径：（mm ）: 0.9 15%; 11） 工作温度「C ）: 15?35; 12）偏振：水平偏振。 关键验收指标：激光器的稳定性、均匀性、持续时间，涉及到的 关键指标有：脉冲宽度、重复频率、平均功率（峰值功率）、光 斑发散角 谷老师谈话整理 仪器基本情况及关键指标 激光器验收
注：以上指标在不同温度下测试 三、验收仪器 波长计（光谱仪）、光电探测器（将光信号转换为电信号）、示波器、功率计、光束分析仪（光斑分析仪） 四、验收方法与操作流程 1)结合光电探测器+示波器：通过示波器可观看到激光的脉冲宽 度、重复频率、功率峰值大小，并观察其稳定性情况，正常情 况下各项指标误差在生％以内； 2)功率计：测试平均功率密度； 注：结合偏振片还可测试偏振方向，改变偏振片取向看功率计 中入射功率的变化。 3)波长计或光谱仪：测试波长纯度，应满足误差不超过±1%； 4)光束分析仪或光斑分析仪：测试光斑直径大小和衍射角 注：当没有上述仪器时，可以简单设计以下测试方案：即，在激光光路上的不同位置记录下光斑直径的大小，测量相应位置距离，即可计算出衍射角大小 5)功率均匀性测试方法：光束先后经过透镜、光阑，光束经过光阑调制后进入功率计，测试不同位置功率大小。 6)BBO晶体正入射的调制方法：光束经透镜聚焦后经过光阑调制进入BBO晶体，如果BBO没有垂直放置的话，经BBO反射的激光将不能反射返回进入光阑中(聚焦透镜应该选择吸收和散射较少的，一般要求石英制作透镜)。
《JA V A程序设计》 课程设计报告 设计题目：学生信息管理系统学院名称：信息工程学院 专业班级：13计本1 姓名： 学号：
目录 一需求分析。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 二概要设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 三详细设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 3.1 数据库设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 3.2 模块及窗体设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 3.2.1 数据库模块设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 3.2.2 用户登录识别模块。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5 3.2.3用户信息管理模块。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 （1）密码修改。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 （2）用户信息添加和删除。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8 3.2.4 学生息管理模块。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10 （1）添加信息。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10 （2）信息查看。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。11 （3）信息修改。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12 （4）删除信息。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14 3.2.5 系统管理模块。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15 3.2.6 主窗体菜单设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15 四软件测试。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15 五总结。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。15 参考资料：．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
景德镇陶瓷学院Solidworks课程设计 设计题目：Solidworks设计 专业：09材成（1）班 姓名：王群 学号：200910340128 指导老师：李如雄 二零一三年一月
传统的注塑工艺及注塑成型的实际生产主要靠经验来反复调试和修改，这样不仅生产效率低，而且还浪费了大量的人力和物力[1]。随着计算机技术的发展，塑料注塑成型CAE技术在近10年内从理论研究到实际应用都取得了飞速的进步[2-8]。注塑CAE技术能预拟注塑成型时塑料熔体在模具型腔中的流动情况及塑料制品在模具型腔内的冷却、固化过程，在模具制造之前就能发现设计中存在的问题，改变了主要依靠经验和直觉，通过反复试模、修模来修正设计方案的传统设计方法，它可使设计人员避免设计中的盲目性，使工程技术人员在模具加工前完成试模工作，也可使生产操作人员预测工艺参数对制品外观和性能的影响，降低了模具的生产周期和成本，提高了模具质量。 本文利用商品化CAE软件Moldflow的MPI（Moldflow Plastic Insight）模块对扳手注塑，成型中的浇口位置、充填、流动、冷却等过程进行了分析模拟，预测了塑件可能产生的质量缺陷，并针对模拟结果分析缺陷产生的原因和影响因素。根据分析结果对注塑工艺条件进行优化，得到比较合理的参数。 一．分析前的准备 1.模型的准备本次课程设计选用的是扳手进行模流分析，扳手的三维造型用UG软件。零件造型结束后保存igs通用格式，导入到Moldflow CAD doctor对零件进行处理。三维造型cad图如下： 2.划分CAE网格模型软件Moldflow insighth中创建工程chongdianqi，再导入CAD doctor处理好的udm格式文件就可进行三角形网格的划分。这里采用的是双层面网格。