基于LabVIEW的超快激光制造系统设计

针对当前大部分超快激光制造系统中存在的三维移动平台控制软件和光学显微镜软件集成化程度低而导致的操作方式繁琐等问题,设计了一种基于LabVIEW软件开发平台的集成化超快激光制造系统控制软件,以实现对超快激光制造系统的高效调控。该系统由飞秒激光器、三维移动平台、在线监测CCD、激光功率计、快门和计算机等六部分构成。设计思路是基于LabVIEW软件平台的多线程编程技术,将飞秒激光束的通断与三维移动平台的移动实现协调控制,采用CCD相机对样品进行对焦和监控加工状态,利用激光功率计对激光功率进行在线监测,并将其集成于同一界面以实现控制。实验证明,与常见超快激光制造系统相比,该系统稳定度高、操作简单、界面简洁、可扩展性强、调节效率高。     

多波长激光功率计的设计

根据硅光电池的物理特性,设计出可测量连续激光的功率计。该功率计可对多个波长进行测量,且精度较高,在实验中有较强的实用性和较高利用率。     

基于LabVIEW和FPGA的慢光效应实验系统

利用CPO技术设计了在掺铒光纤中实现光速的连续可调的实验.实验系统中利用LabVIEW和FPGA设计的信号发生器对激光信号进行内调制,信号经过掺铒光纤由数据采集卡传递到上位机,利用LabVIEW进行分析和处理.该系统可以简化数据分析过程,实现人机交互,便于实时监测分析.     

高稳定输出功率的全固态激光器

介绍了一种高稳定性输出功率的连续LD抽运Nd∶YVO₄全固态532 nm激光器,输出功率为144 mW,采用LD抽运Nd∶YVO₄晶体,KTP晶体腔内倍频方式工作。该激光器采用热电制冷器(TEC)实现对LD、KTP晶体的高精度温控,其温控精度达到±0.1 ℃。建立了LD电流与输出功率的非线性曲线,通过硅光电池检测激光输出功率实现激光功率实时光反馈,采用阈值式PI控制算法进一步降低稳态误差,通过对抽运驱动电流实施反馈控制获得了波动小于±1%的长时间高稳定功率输出。     

基于LabVIEW的激光器辐射度参数综合测量系统

设计了一套基于LabVIEW的激光辐射度参数综合参数测量系统,实现了激光器辐射度、激光器电压、电流和功率等参数的实时、智能化测量。介绍了该测量系统的设计方法、编程实现方法和测量结果。该系统基于LabVIEW平台开发,具有界面美观、易于操作、自动化程度高等特点。     

基于单片机的LD控制系统的设计

为了实现激光器稳定、可靠和准确的功率输出,介绍一种基于单片机实现半导体激光器功率高稳定的控制系统。该系统以MSP430单片机为核心,根据半导体激光器的工作原理,设计了受控恒流源、温度控制系统和光功率反馈系统等部分。此外,系统还具有激光功率的实时控制、显示和设置以及软开关和软保护等功能。功率稳定采用光功率反馈法,温度控制采用高精度PWM驱动的半导体制冷器。光功率稳定度优于0.25%。     

基于LabVIEW的低温及真空测量系统设计

低温真空环境下超导材料的热物性参数测量是低温工程学的基础性研究内容。为了提高超导磁体热物性参数数据采集的实时性、连续性及准确性,同时实现多仪器和多数据采集的整合,设计了基于LabVIEW虚拟仪器系统的低温及真空数据采集系统,进行了相关的实验。通过对实验所采集数据的分析可知,基于LabVIEW虚拟仪器的低温真空测量系统具有稳定性好,数据采集连续、直观、准确的特点,为获得低温和真空参数的准确测量提供了一种新方法。     

基于MSP430F149的激光光斑自动测量实验设计与实现

设计了刀口法激光光斑自动测量系统,采用MSP430F149单片机控制步进电机带动刀口自动扫描,同步采集光电探测器信号并传入控制计算机,利用LabVIEW语言开发"人机交互界面",借助Matlab Script节点对数据进行分析得到光斑尺寸参量,实现了激光光斑尺寸的实时测量显示和程序化处理.     

激光器用高频调制射频激励源的实时监测系统

介绍了基于C8051F023单片机的高速数据采集系统的设计,在LABVIEW环境下实现数据处理和分析系统的设计。两者通过串口结合能实现对射频激励源入射和反射信号的电压值、功率值、频率、占空比等参数实时监测。     

太阳能电池特性的自动测量

利用C8051F020单片机实现了对光电池的开路电压、短路电流、串联内阻、最佳负载、最佳输出功率等重要参数的自动测量和数据处理,并在液晶屏上自动显示相应的曲线.结合实际应用的情况,还测量了串联光电池和并联光电池的参数.     

微型石英敏感平板玻璃零件参数的激光视觉测量研究

高精度、快速非接触的平板玻璃零件的几何参数测量,已成为相关生产领域的主要问题,也是激光光谱学的一个重要应用方向。平板玻璃零件几何参数的准确检测不仅有助于加工工艺的改进和产品装配精度的提高,还可以实现按参数分档管理。为实现微型石英敏感平板玻璃零件参数的精密测量,提出了一种基于激光与视觉图像处理技术的多参数测量方法,设计了由自适应同轴视觉检测单元和激光视觉厚度测量单元构成的测试系统。为了保证其中的半导体激光器LD(laser diode)能提供稳定的光源,设计了一种恒功率驱动控制系统。在亚像素图像处理中给出了改进的亚像素边缘定位算法,实现了二次曲线特征边缘亚像素精确定位。利用检测出的曲线边缘点数据,通过定义一个新的误差函数并最小化,可以计算出微型石英敏感平板玻璃零件参数,从而实现图像特征参数的精确提取。在实验室条件下进行微型石英敏感平板玻璃零件几何参数的检测试验,测量结果的平均偏差优于2 μm。该方法稳定性好,测量精度高,满足微型石英敏感平板玻璃零件参数检测的精度要求。     

基于单片机的激光发生器的驱动电路设计

为了更有效地控制和调节激光器的温度与功率,设计了一种基于STC11F08XE单片机控制的具有温控和功率控制功能的激光发生器驱动电路。通过使用ADN8830芯片的温度控制功能和ADN2830芯片的功率控制功能实现激光器的温度控制,同时能够手动改变激光器的输出功率。实验结果表明,该系统温度控制模块能够稳定控制激光器温度,使目标温度误差低于0.01 ℃,波长可以在1 535.17 nm~1 563.24 nm之间变动。功率控制模块可实现手动控制,激光器功率在0~10 dBm间变化,误差在0~0.05 mW之间。     

“LPP-EUV”光源中的高功率CO_2激光监测与控制系统

为了满足激光诱导等离子体（LPP）体制下极紫外（EUV）光源对CO2激光器提出的稳定性需求,建立了简化的CO2激光传输系统模型,根据光束稳定性需求对光束功率、指向和位置的监测与控制方法进行了理论和实验研究。根据高功率CO2激光传输系统特点,在实验室内建立了上述光束监测和控制实验系统,包括光束功率控制模块、光束指向控制模块和光束参数监测模块,其中光束参数监测模块可实时测量光束功率、指向、尺寸及发散角等重要参数。仿真与实验结果表明：光束功率控制模块对线偏振激光功率的控制接近1%～100%,光束指向控制模块实现的光束指向稳定度在10μrad以内,可满足CO2激光驱动源的高稳定性要求。     

斩波法在激光微能量计标定中的应用

针对激光微能量测量的问题,提出一种激光微能量计标定新方法与装置。研究内容包括使用稳功率连续激光作为光源,通过基于斩波的脉冲发生器组件产生微能量的脉冲激光,分别使用脉冲宽度测量组件与功率测量组件进行采集、软件分析,计算微能量值及通过比对给出待标定能量计的修正系数,计算机自动控制。结果表明,该方法获得的脉冲激光波形稳定,脉冲宽度测量不确定度为0.08%,激光功率测量不确定度为0.25%,实现了对0.1 pJ～1 mJ的激光能量进行准确复现和传递。     

基于LabVIEW的微小电容测量

针对电容层析成像技术中的微小电容测量的问题,以数字相敏检波原理为基础,LabVIEW软件及NI采集卡为核心设计了微小电容测量系统。LabVIEW程序控制NI采集卡产生激励信号加在微小电容两端,C/V转换电路将其转换为电压信号,NI采集卡将采集的电压信号传送到PC机中,并在LabVIEW程序中通过数字相敏检波算法对数据进行处理及显示。最终,通过对数据进行线性化,得到相应的测量电容值。实验结果表明,该系统具有精度高,线性度好,稳定性好等优点,可以满足电容层析成像系统中对微小电容的测量的要求。     

高激光损伤阈值Ge-As-S硫系玻璃光纤及中红外超连续谱产生

测量了Ge-As-S系列硫系玻璃在中红外波段的飞秒激光损伤阈值,研究了它与玻璃化学组成的关系.基于优化的玻璃组成,采用棒管法制备了芯径为15μm的阶跃折射率非线性光纤.采用飞秒脉冲抽运光纤,研究了光纤中超连续谱(supercontinuum,SC)的产生特性.在研究的Ge-As-S硫系玻璃中,具有化学计量配比的Ge0.25As0.1S0.65玻璃显示出最高的激光损伤阈值.以该玻璃作为纤芯材料、以与其相匹配的Ge0.26As0.08S0.66玻璃作为包层材料制备的光纤的数值孔径约为0.24,背景损耗<2 dB/m.采用4.8μm的飞秒激光抽运长度为10 cm的光纤,获得了覆盖2.5-7.5μm的SC.这些结果表明,Ge-As-S硫系玻璃光纤是一种有潜力的中红外高亮度宽带SC产生的非线性介质.     

机载大功率半导体激光信标系统设计

为配合地面探测跟踪系统对飞行目标的探测,设计了一种以４０ Ｗ 紧凑型半导体激光器为光源、具有一定发散角的机载式单色信标系统。由于系统要满足机载平台加装体积小、质量轻、散热好的要求,设计了一体成型的鳍片式壳体结构,解决系统散热问题的同时,控制了整体质量。为实现在有限体积内,４０ Ｗ 单阵列光纤耦合半导体激光器模块所需的６０A 大电流恒流驱动,采用叠相调制技术和同步ＢUＣＫ 变换电路结构;为解决激光器在高空低温环境下输出光功率和中心波长能够稳定控制的难题,设计了数模混合双向温控系统。利用ＺEMAX 软件设计了双凹透镜组结构的扩束装置,实现了对激光发散角的发散和可调节。通过环境考核测试,系统在０℃～１５℃的低温环境下,输出光功率稳定度和波长控制精度均能满足要求。     

Er3+:Yb3+共掺固体激光器的谐振腔设计及实验研究

考虑激光棒的热透镜效应对有源平平腔、平凹腔进行了数值计算,分析了谐振腔内激光光斑及腔体的稳定性.实验中以Er3+:Yb3+共掺磷酸盐玻璃为工作介质,成功地实现了平凹腔在常温下连续输出TEM00模的1.54μm激光,最大输出功率为21.5mW,光光转换效率达到了0.7%.