当前位置：文档之家 › 输出功率测量

输出功率测量

  • 格式：docx
  • 大小：82.13 KB
  • 文档页数：4

信息与通信工程学院实验报告

（操作性实验）

课程名称：激光原理与技术

实验题目：激光器谐振腔的变化调整与输出功率测量 指导教师：凌秀兰

班级：15050441 学号：1405044117 学生姓名：杨萍

一、 实验目的和任务

1、 了解氦氖激光器的构造，加深激光器物理概念的理解；

2、 理解激光谐振原理，掌握激光谐振腔的调节方法；

3、 调整谐振腔，监测谐振腔改变时氦氖激光器的输出功率。

二、 实验仪器及器件

半外腔激光器、功率计、导轨、十字叉板、调节固定器件、光源。

三、 实验内容及原理

氦氖激光器（简称He-Ne激光器）由光学谐振腔（输出镜与全反镜）、工作物质（密封在 玻璃管里的氦气、氖气）、激励系统（激光电源）构成。其中，增益介质就是在毛细管内按一 定的气压充以适当比例的氦、氖气体，当氦、氖混合气体被电流激励时，与某些谱线对应的 上下能级的粒子数发生反转，使介质具有增益；而就谐振腔而言，腔长要满足频率的驻波条 件，谐振腔镜的曲率半径要满足腔的稳定条件。总之腔的损耗必须小于介质的增益，才能建 立激光振荡。

考虑到调节的难度，本实验选择半外腔激光器，结构类似图 2-1的外腔激光器，区别是半

外腔的前腔镜是固死无需调节的，只需调节后腔镜即可，并且调节后腔镜也降低了激光突然出光

对人眼的伤害（激光后腔镜溢出的尾光很微弱）。在该实验中，需要做的先是调节支架，调节输

出镜与全反镜之间平行度，使激光器工作时处于输出镜与全反镜相互平行且与放电管垂直的成绩

状态，输出激光

四、实验步骤

1、 将各元件按照图4-1所示摆放到导轨上；

2、 接通电源，激光管中荧光亮起，人眼通过十字叉板中心的小孔观察，会看到一个明显圆形

亮斑，上下左右微动十字叉板，使该圆形亮斑均匀对称居中出现在视野中；

3、 仔细观察，可看到圆形亮斑中心还有一个更亮的小亮点，进一步上下左右微调十字叉板， 使通过小孔看到的小亮点位于圆形亮斑的正中心，此时十字叉板不再动。打开台灯从斜前方 照亮十字叉板，可通过小孔看到由后腔镜反射出的十字叉像（如图 4-2）；

4、 调节后腔镜的二维俯仰旋钮，十字叉像会随之移动，直到十字叉像的中心与之前观察到的 小亮点重合，理论上激光器即可出光；

5、 若出光，则将功率指示器放置于半外腔激光器前出光口，监测输出功率，进一步调节后腔

镜二维俯仰，使输出功率最大并记录，然后改变腔长和腔镜监测功率，完成表 5-1并分析规

律；否则，重新检查一遍，或者使十字叉在小亮点周围小范围来回移动扫描，直至出光。

五、实验测试数据表格记录十繇瓣

图4-2十字叉与管芯亮点关系示意图 图2-1外腔氦氖激光器结构示意图

图4-1激光器调节示意图 表5-1

功率监测：mW 腔长：0.43mm 腔长：0.48mm

曲率半径：11.5 0.02 0.20

曲率半径：11.7 0.29 0.40

曲率半径：11.9 0.55 0.63

曲率半径：12.1 0.74 0.72

曲率半径：12.3 0.78 0.76

曲率半径：12.5 0.79 0.77

曲率半径：12.7 0.75 0.63

曲率半径：12.9 0.74 0.42

曲率半径：13.1 0.60 0.14

功率/mW

图5-1输出功率-曲率半径（腔长=0.43mm）

功率/mW 六、实验数据分析及处理

理论分析可得，当反射镜的曲率半径一定时，其输出功率应随着腔长的增加呈现增大后 缓慢减小的趋势，因为本实验中使用的半外腔式激光器，放电管长度固定，移动后腔镜腔长 增大时，谐振腔内的工作物质不增加，故其实验数值呈现先增大再缓慢减小的趋势。但从表 中数据来看，当反射镜的曲率半径一定时，氦氖激光器的输出功率随着腔长的增加而增大， 这是因为只选择了两个腔长来测试，数据较少。此外，从上表和两个图可以看出，当腔长一 定时，氦氖激光器的输出功率随着曲率半径的增加也呈现先增大后减小的趋势。

七、实验结论与感悟（或讨论）

1、虽然之前在上课过程中，我对激光器及其原理已有了一定的认识，但在本次实验中，

我加深了对激光器物理概念的理解，从实践中真正理解了激光谐振原理。之前在学习中

关于激光器的几个疑惑，也通过实验分析以及老师的讲解解决了。通过这次实验，我知

道了氦氖激光器的输出功率与曲率半径及腔长的关系，当反射镜的曲率半径一定时，其

输出功率随着腔长的增加增大后缓慢减小；当腔长一定时，氦氖激光器的输出功率随着 曲率半径的增加也先增大后减小。

2、实验过程中一定要有耐心，细心的调整光路，及时的发现错误改正错误，做到每一步 都做好，最后才会出现与理论值相近的结果。

合集下载

发射功率的测量方法

发射功率的测量方法

1 发射功率是无线电发射设备的主要技术指标，也是无线电管

理部门需要检测的技术指标之一。本文主要介绍几种发射功率的

测量方法。

功率测量的基本知识

１．１　功率测量的理论分析

在直流和低频时，电压的测量是简单和直接的。功率可以直

接通过计算获得，Ｐ＝Ｖ＊Ｉ，由欧姆定律可知Ｖ＝Ｉ＊Ｒ，通过代换Ｖ

或Ｉ，可得Ｐ＝Ｖ＊Ｉ　＝Ｉ２Ｒ＝　Ｖ２／Ｒ，只要知道Ｖ、Ｉ、Ｒ中任两个

变量的值就可计算出功率值。

但在高频时，根据传输线原理可知，电压和电流可能随传输

线的位置改变，如图１所示。 但功率是不变的，因此在射频和微波频率，大多数应用都采

用直接功率测量，因为电压和电流测量已变得不现实。

１．２　功率单位

功率的国际标准单位是瓦特（Ｗ），但在无线电通信领域，我图

１　高频电压随传输线位置改变52 中国无线电2005/92们常用的单位是分贝毫瓦ｄＢｍ　。定义如下：

ＰｄＢｍ＝１０Ｌｇ（Ｐ／Ｐ０）

式中，Ｐ是以毫瓦为单位的功率值；Ｐ０为１　ｍＷ的参考功率。

由上式可知：０　ｄＢｍ是１　ｍＷ。根据对数基本性质，可得到

一个简单导则是每３　ｄＢｍ功率加倍，每－３　ｄＢｍ功率减半。每

１０　ｄＢｍ为１０倍，每－１０　ｄＢｍ为１／１０。例如＋２９　ｄＢｍ是多少？

２９　ｄＢｍ＝（１０＋１０＋３＋３＋３）ｄＢｍ＝（１０＊１０＊２＊２＊２）ｍＷ＝８００ｍＷ，

因此结果是８００　ｍＷ。

１．３　功率的几种常用基本形式

平均功率是指在正常工作情况下，发信机在调制中以与所

遇到的最低频率周期相比的足够长的时间间隔内，供给天线

馈线的平均功率。对于脉冲调制信号，则要在若干脉动重复

上平均信号。在所有功率测量中，平均功率是最常进行的测

量。峰功率是指最大瞬时功率。平均功率和峰功率的关系，如

图２所示。

对于射频脉冲信号，如果知道信号的占空比，就可从测量得

到的平均功率按下列公式确定峰功率。

Ｐｐｅａｋ　＝　Ｐａｖｇ／占空比

发射功率的测量方法

目前我站配备的测量功率的仪器有德国Ｒ＆Ｓ公司的ＣＭＳ５４

简述无负荷测功的原理与方法

简述无负荷测功的原理与方法

简述无负荷测功的原理与方法

引言

无负荷测功是一种常用的功率测量方法，该方法能够在不给电机施加负荷的情况下对其功率进行准确测量。本文将介绍无负荷测功的原理和方法，并探讨其在实际应用中的优势和限制。

1. 无负荷测功的基本原理

无负荷测功是通过测量电机的电流和电压来计算功率的一种方法。当电机未受到外部负荷时，即处于无负荷状态下，电机的输出功率在理论上应该为零。因此，我们可以将电机的电流和电压作为功率测量的基本参数，进而计算其输出功率。

2. 无负荷测功的方法

2.1 电流测量方法

电流测量是无负荷测功的核心环节之一。常用的电流测量方法有两种，即电阻法和电压降法。

-电阻法：通过将一个已知电阻连接在电路中，根据欧姆定律计算电流值。

-电压降法：通过使用电压降传感器，测量电路中的电压降，从而计算电流值。

2.2 电压测量方法

电压的测量也是无负荷测功中的关键一步。常用的电压测量方法包括使用万用表、示波器等设备来直接测量电压值。

2.3 功率计算方法

无负荷测功的最终目标是计算电机的输出功率。根据电压测量和电流测量结果，我们可以使用以下公式计算功率：

$$ 功率=电压×电流

$$

3. 无负荷测功的优势

无负荷测功方法具有以下优势：

-不受外部负荷影响：无负荷测功不需要额外的负荷设备，节省了成本和时间，并且能够在电机正常运行过程中进行功率测量。

-简便快捷：无负荷测功方法使用简单，只需测量电流和电压并进行简单的计算即可得到功率值。

-精度高：通过合理的测量方法和设备选择，可以获得较高的功率测量精度。

4. 无负荷测功的限制

尽管无负荷测功具有许多优势，但也存在一些限制：

-无负荷测功方法只能测量电机的输出功率，无法测量输入功率和效率等参数。

-由于电机在无负荷状态下运行，可能引起振动和噪音等问题，需考虑安全性和环境影响。

总结

无负荷测功是一种简便、快捷且精度较高的功率测量方法。通过测量电流和电压，并利用基本的功率计算公式，可以准确测量电机的输出功率。然而，无负荷测功方法只能针对输出功率进行测量，并且需要注意安全和环境问题。在实际应用中，我们需要根据具体情况选择适合的测量方法和设备，以获得准确的功率测量结果。

关于光功率计的一些技术指标有哪些

关于光功率计的一些技术指标有哪些

关于光功率计的一些技术指标有哪些

光功率计是一种用于测量光源输出功率的仪器。它们通常用于光通信、光纤传输、激光器和光学元器件的质量控制、性能评估和故障诊断等领域。以下是一些常见的光功率计的技术指标：

1. 功率测量范围（Power Measurement Range）：光功率计的有效测量范围，通常以dBm或W为单位。选择适当的功率测量范围可以避免设备过载或过大的噪声信号。

2. 光电探测器（Photodetector）：光功率计使用光电探测器将光信号转换为电流或电压信号。常见的光电探测器包括硅光电二极管（Si-PD）、铟镓砷光电二极管（InGaAs-PD）和硒化铟光电二极管（InSb-PD）等。

3. 探测器灵敏度（Detector Sensitivity）：探测器灵敏度指的是单位光功率对应的电流或电压输出。灵敏度越高，光功率计可以测量到更低的光功率。

4. 波长范围（Wavelength Range）：波长范围指的是光功率计可以测量的光信号的波长范围。不同光功率计的波长范围有所不同，常见的波长范围包括可见光范围（400-700nm）和近红外范围（800-1700nm）等。

5. 测量不确定度（Measurement Uncertainty）：测量不确定度是指在特定条件下，光功率计所测量的功率值与真实值之间的最大偏差。测量不确定度可以受到多种因素的影响，如环境温度和湿度、光源的不稳定性、探测器的响应非线性等。 6. 光功率线性度（Power Linearity）：光功率线性度指的是光功率计在不同功率水平下的测量结果与真实值之间的偏差。较高的功率线性度意味着光功率计可以提供更准确的功率测量。

7. 响应时间（Response Time）：响应时间是光功率计从接收光信号到输出稳定反应所需的时间。响应时间较短可以提供更实时的功率测量结果。

8. 设置时间（Settling Time）：设置时间指的是光功率计从切换到新的功率测量区域并稳定下来所需的时间。较短的设置时间可以提高测量速度和效率。

三相电路功率的测量

三相电路功率的测量

实验二十二 三相电路功率的测量

一、实验目的

1．掌握三相负载作三角形联接，观察三角形负载的故障情况，学习故障的判断方法。

2．掌握用一瓦特表法测量三相电路的有功功率及无功功率的方法。

二、原理说明

1．对于三相四线制供电的三相星形联接的负载（即Y0接法）， 可用一只功率表测量各相的有功功率PA、PB、PC，三相功率之和ΣP＝PA＋PB＋PC即为三相负载的总有功功率（所谓一瓦特表法就是用一只单相功率表去分别测量各相的有功功率）。实验线路如图22-1所示。若三相负载是对称的，则只需测量一相的功率即可，该相功率乘以3 即得三相总的有功功率。

2．对于三相三线制供电的三相对称负载，可用一瓦特表法测得三相负载的总无功功率Q，测量原理电路如图22-2所示。

图示功率表读数的√3倍，等于对称三相电路总的无功功率。除了上图给出的一种连接法(IU、UVW)外，还有另外两种连接法，即接成(IV、UUW)或(IW、UUV)。

三、实验设备 序号 名 称 型号与规格 数量 备注

1 三相交流电源 1

2 三相自耦调压器 1

3 交流电压表 1

4 交流电流表 1

5 功率表 2

6 三相灯组负载 15W/220V 白炽灯 9 DGJ-04

7 三相电容负载 1µf、2.2µf、4.7µf/450V

四、实验内容

1．用一瓦特表法测定三相对称Y0接以及不对称Y0接负载的总功率ΣP按图22-3线图22-1 图22-2 路接线。线路中的电流表和电压表用以监视三相电流和电压，不得超过功率表电压和电流的量程。

经指导教师检查后，接通三相电源，调节调压器输出，使输出线电压为220V，使输出线电压为220V，按表22-1的要求进行测量及计算

表22-1 三相电路功率测量实验数据1

负载情况 开灯盏数 测 量 数 据 计算值

A相 B相 C相 PA

(W) PB

(W) PC

(W) ΣP

(W)