硫系薄膜材料相变温度光功率测量法研究

相变温度是衡量相变薄膜材料性能的关键参数,对相变存储器的数据保持力、热稳定性和功耗有着巨大的影响,因此相变温度的准确测量非常重要。目前,国内外测量薄膜材料相变温度的主要方法有变温X射线衍射法和差示扫描量热法,前者测量精度有限,后者是破坏性测量。本文根据薄膜材料相变前后光学性质会发生较大改变的特性,首先设计了薄膜材料相变温度测量仪的硬件部分,主要包含高温加热炉、样品台、光路模块等;其次探究了高温加热炉腔的温场均匀性及温度模块的控制能力,结果表明均符合实验要求;最后,利用此装置测量了典型硫系材料GeTe和Ge_(2)Sb_(2)Te_(5)薄膜的相变温度,10次测量平均值分别为212.7℃和145.4℃,标准偏差分别为1.70和2.32,测量结果稳定性良好,达到实验预期。

基于对数比率放大电路的光功率测量

光功率测量是光纤通信系统最基本的测试参数之一。本文提出一种基于对数比率放大电路的光功率测量方法,相对于线性放大电路具有控制简单、动态范围大和线性度好的优点,是光缆在线监测的最佳选择。

基于电荷积分采样技术的低信噪比激光功率测量技术研究

在外场条件下对低信噪比激光信号的功率测量对空间激光通信领域的研制开发至关重要,提升系统的测量精度及环境适应性对该领域的研究具有现实而重要的意义。分析了现有基于相关双采样原理的系统测量结果波动较大的原因,并据此提出一种基于电荷积分技术的相关双采样激光功率测量方案。对其原理进行分析,并通过实验验证了此种方案的有效性。实验结果表明,在被测光信号的信噪比为-17.3d B的情况下,系统的测量结果不确定度下降至原系统的64%。

基于ARM的紫外辐射光功率测量系统设计与实现

为了使紫外光功率的测量更加方便和精准,研究并设计了一种电学定标热释电辐射计。其原理是通过对一种热释电探测器表面加热,同时引起光辐照加热与电加热的升温效应,当两者升温效应达到平衡时,认为光功率与电功率等效,从而将光功率的测量标准溯源到电功率的标准上,通过测量电加热功率来实现对光辐射功率的计量。计量系统有2路STM32单片机模块,1路构成斩波器控制系统控制光信号,另1路和A/D等器件构成数据采集和功率测量系统,对电功率值进行数据采集、转换、修正、存储和显示。整个设计测试可行,较传统的测量方式而言,准确性和稳定性更高,具有良好的应用前景。

LED热分析实验系统中光功率测量模块的设计

光功率测量是对LED光学和热学性能进行评价与分析的必备环节。为了搭建学生教学使用的LED热分析实验系统,设计了一款LED光功率采集模块。该模块的光学腔能为LED提供散热组件,并可排除光信号被硅PIN光电二极管采集时的光线干扰问题,输出可靠的电流信号,进而被后续的对数放大电路转化为电压信号。该电压信号在STM32F103主控芯片的定时控制下,被A/D转换器处理成数字信号,并实时上传至计算机软件。在采集电压的数据处理中,平滑处理可进一步滤除信号噪声,参照焊点温度的拟合处理可实现采集电压与光功率的对应校准。本模块设计简洁,成本低廉,测量速度快,分辨度良好,非常适合在LED散热相关课程的实验教学中推广使用。

光通信领域的光功率测量

近年来，使用FTTH和ADSL宽带网络的用户正在迅猛增长。其中，使用光纤的FTTH通信方式因能提供高速、大容量的网络环境，使用量在不断增加，正成为我们生活中不可缺少的部分。在日新月异的光纤通信领域里，“光功率”这一物理量成为其中最重要的测量项目之一。因此，本文将特别着眼于光纤通信领域的光功率测量及其测量方法和注意点等进行介绍。

NIST“芯片上的碳纳米管”可简化光功率测量

美国国家标准与技术研究院（NIST）展示了一种新型的由碳纳米管制成的芯片级仪器,该仪器可以简化激光功率的绝对测量,尤其是电信网络中由光纤传输的光信号。该设备原型可以看成一个微型低温辐射计,硅芯片的顶端覆盖着由直立的碳纳米管组成的圆垫。

具有稀疏光子灵敏度的大动态范围光功率测量

光功率的测量是光学研究领域最重要、最常用的计量技术之一,尤其在光通信、激光测绘等领域,同时具有优于皮瓦量级灵敏度和大动态范围的光功率测量是用于系统测试和标定的极为关键的技术,然而目前商售的光功率计测量灵敏度通常仅能达到纳瓦量级。本文发展了一种极限灵敏度可达稀疏光子水平的光功率测量装置,测量系统采用硅雪崩光电二极管单光子探测器,使用散射片和电控光阑精密控制待测信号光强度,实现了在20 fW~300μW范围内的光功率测量,功率测量的响应波长范围可以覆盖530~860 nm,测量误差小于3.7%,重复性测量相对标准偏差小于1.9%,能够满足微弱信号光功率测量需求。这种兼具高灵敏度和大动态范围的光功率测量方法有望解决强度微弱至稀疏光子水平的光信号计量难题。

可远控高精度光保护系统设计与实现

设计了一种利用以太网进行远程操控的光路保护方案。给出了整体方案、系统的软硬件设计以及最后的实现结果。该系统操作简单,易于实现,且可以实现对光路的远端监视与控制。尤其采用对数放大器后,对光纤光功率信号的测量更精确且范围大。

一款手持式光谱测试仪的设计

光通信领域密集波分复用（DWDM）技术的应用,客观上对光谱结构特性的测试技术提出了新的要求,同时对光谱测试的需求大大增加、测试准确度要求更高。相对于仅能进行光功率测量的光功率计,目前测量DWDM光性能参数的最佳仪器是光谱仪,利用光谱仪可以扫描信号的整个频谱,同时测量所有光通道的中心波长、光功率、光信噪比（OSNR）等参数，对于DWDM系统的测量非常合适．关键是传统实验室用的光谱仪不仅价格高（60万元左右），且又大又笨重（30kg），不便于搬移，也不方便现场测试。

基于混合信号处理器的EDFA控制电路

提出了一种新颖的以混合信号处理器为核心的数字式掺铒光纤放大器(EDFA)控制电路的设计方法。采用面向对象的方法分析EDFA的功能模型,并用软件封装EDFA人机界面,实现完全软操作的EDFA。与以往的5反馈环EDFA控制电路不同,提出了一个由6个反馈环组成EDFA控制电路的系统结构,用电反馈实现了EDFA的动态增益控制,解决多波长传输中的信道均衡问题。详细讨论了动态增益控制、光功率测量、温度控制和人机界面等各个模块的具体实现细节。