半导体激光器温度控制系统的设计

设计了一种基于MCS-51系列微控制器的激光二极管（LD）温度控制系统，该系统分别采用铂电阻及半导体制冷器作为温度传感器和控温执行元件，并应用模糊理论与数字PID参数自适应调整相结合的控制算法对LD温度进行控制。实验结果表明：该系统在10-40℃温度范围内的控温稳定性优于0．2℃，能够有效抑制LD波长的漂移。

紫外域激光雷达探测西安城区上空大气气溶胶时空剖面

开发了一套紫外域波长的米散射激光雷达系统,探测西安城区上空大气气溶胶污染物质的光学特性及时空变化.系统选用对人眼较为安全的355 nm波长激光作光源,采用高光谱分辨率光栅,并借助光阑,将接收到的主要大气回波信号谱线(米散射和瑞利散射光谱与白天太阳背景光)从空间分离,剔除大部分太阳背景噪音,提高系统的白天探测能力.通过对西安城区上空的气溶胶时空变化特性进行24 h连续观测,采用Klett方法反演得到气溶胶消光系数,首次测得西安城区不同时刻消光系数的高度分布剖面图以及24 h内气溶胶相对质量密度的时空变化特性.

二极管泵浦1064nm单频Nd∶YAG激光器输出功率稳定控制系统设计

介绍了激光二极管(LD)端面泵浦1 064 nm单频Nd∶YAG激光器的工作原理和结构特点,分析了影响这种固体激光器输出功率稳定性的主要因素,设计并实验研究了一种用于稳定该激光器输出功率的控制方案。该方案在严格控制LD和Nd∶YAG晶体工作温度的条件下,当单频Nd∶YAG激光器的输出功率波动时,根据LD输出功率与其注入电流成正比这一变化规律,利用获得的功率误差信号反馈控制LD的注入电流,即可稳定单频Nd∶YAG激光器的输出功率。实验结果表明:当LD泵浦1 064 nm单频Nd∶YAG激光器的输出功率约为11.5 mW时,采用所设计的控制系统,可使激光输出功率稳定性在130 min内优于1.3%。

用光纤技术改进大学物理光学实验

本文分析了用光纤技术改进大学物理光学实验的意义,给出了实验中所用光纤种类的选择和常用的光纤加工技术,然后作为应用实例介绍了改进全息照相实验和杨氏干涉实验的具体方法。

变维数滤波器在捷联惯导系统级标定中的应用

系统级标定技术具有不依赖转台精度、对减振器形变不敏感等优点,现已广泛应用于中、高精度捷联惯导系统的自标定当中。系统级标定一般以导航模式下的速度误差或速度误差的微分作为量测量,结合卡尔曼滤波技术能够实现系统误差参数计算的自动化。基于速度量测的系统级标定算法,其陀螺仪零位的估计精度受限于标定过程中加速度计零位的稳定性。提出一种角速度量测的变维数卡尔曼滤波器实现方法,仅通过改变滤波参数的设置就能够实现对陀螺仪零位的准确估计,无需额外的陀螺仪零位测试试验。最后,多组重复标定试验标定,改进的标定方案其陀螺零位的估计精度要高于传统方法。跑车试验也证明了算法的有效性。

基于拉曼激光雷达的大气三相态水同步精细探测分光系统的设计与仿真分析

水是惟一具有三相态的大气参数,三相态水的分布研究对认识云微物理、云降水物理以及人工影响天气过程具有重要的科学意义.在大气三相态水的拉曼激光雷达探测技术中,需首先解决三相态水的高光谱分光技术,以保证对回波信号的精细提取和高信噪比探测.考虑到水汽、液态水和固态水的拉曼光谱特性,本文首先通过理论仿真详细探讨了各拉曼通道中滤光片的选型参数对三相态水光谱重叠特性和探测信噪比的影响;并针对两者无法同时取得最优解的情况,提出了利用多目标规划问题的评价函数方法,分析获得了各通道最优的滤光片参数.结果表明,当固态水、液态水和水汽通道窄带滤光片中心波长和带宽分别为397.9 nm(3.1 nm), 403 nm (5 nm)和407.6 nm (0.6 nm)时,可获得各通道间最低的光谱重叠度值和最佳探测信噪比,从而实现了三相态水同步探测拉曼分光系统的优化设计.进一步的仿真结果表明,当激光雷达探测效率因子为1800 J·mm·min时,在有云条件下系统可获得白天3.6 km以上和晴天条件下4 km以上的三相态水有效探测,保证了利用拉曼激光雷达实现对三相态水的同步高信噪比探测,为后续大气三相态水的拉曼激光雷达同步探测和反演提供了技术和理论支持.

一种新型非接触测控系统

介绍了一种基于 DSP的高效高精度测量系统 ,他利用 CCD和激光进行分步骤测量既提高了测量精度又保持了较高的测量效率 ,解决了非接触测量中效率和精度的矛盾。

坐标测量机的空间误差检测及21项几何误差分离的方法

对使用 2维检具 (球板或孔板 )快速检测三坐标测量机的空间误差 ,进行了较深入的研究。为了高效、准确地实现测量机的误差修正 ,提出了分离坐标测量机的 2 1项几何误差的算法 ,并以龙门式结构的三坐标测量机为例 ,建立了其误差模型。通过计算机数据仿真 ,验证了此方法的可行性。

光纤Bragg光栅应变、温度交叉敏感问题解决方案

应变和温度变化都会引起光纤Bragg光栅(FBG)反射波长的移动,这种交叉敏感问题是制约FBG传感检测技术实用化的"瓶颈"。从应变、温度交叉敏感的物理机制出发,分两类综述国内外关于交叉敏感问题的解决方案,介绍各类方案的工作原理,并详细分析几种近年来出现的典型方案的优缺点。

半导体激光器用电流源的设计

半导体激光器(LD)是一种电流注入式电致发光器件,其工作特性和使用寿命主要取决于驱动电流源的性能优劣。本文作者设计了一种用于中、小功率LD的新型电流源,它的工作原理是电压/电流转换、电流放大和电流负反馈。输出电流在0～3A范围内可连续调节,当电流分别为2A和3A时,连续5小时内的电流变化量均小于1mA,相应的电流稳定度分别为5.0×10-4和3.3×10-4。另外,该电源还具有抗击浪涌击穿、断电保护和过流保护等多种功能。与以往的电源相比,该电流源具有原理简单、稳定性好等优点,在教学、科研和生产中有很好的应用前景。

双频激光技术研究新进展及发展趋势

双频激光器在干涉测量和光学传感等技术领域扮演极其重要的角色。综述了近年来双频激光技术研究的新进展(包括双折射双频He Ne激光器、双折射双频Nd:YAG激光器和双纵模半导体激光器),简要介绍了各种双频激光器的工作原理,分析了这些双频激光器在频差大小、频差稳定性和频差调谐特性等方面的优缺点,指出了今后双频激光技术研究的发展趋势。

扭转模结构双腔双频Nd∶YAG激光器

为了产生频差可调谐1 064nm双频激光输出,设计了一种扭转模结构双腔双频Nd∶YAG激光器,其两个驻波谐振腔共用相同的Nd∶YAG增益介质,以扭转模结构消弱增益空间烧孔效应,使Nd∶YAG激光器的两个驻波腔均以单纵模振荡,从而获得正交线偏振1 064nm双频激光输出.理论分析了扭转模结构激光单纵模选择原理和双频激光同时振荡原理,实验研究了双频激光振荡特性和频差调谐特性.研究结果表明:双频Nd∶YAG激光器的两个谐振腔能够同时以线偏振单纵模稳定振荡输出,其频差大小可随激光腔长的改变而调谐,频差调谐范围可达1个纵模间隔,实验观察到的频差调谐范围为0.3GHz^3GHz.

基于密度法测量原油含水率的检测仪设计

针对长庆油田油井的实际工况,根据密度法测量石油含水率原理,设计了一种检测井口外输原油混合液密度的检测仪,并对该测量方法进行了误差分析,评估了该测量仪所适用的范围。实践证明,该测量仪既能动态地实时测量,又能静态地实现取样测量外输原油含水率。

失谐扭转模腔双频Nd∶YAG激光器

设计了一种端面泵浦扭转模腔双频Nd∶YAG激光器系统,该激光器以偏振分光棱镜作为偏振元件,Nd∶YAG晶体的两端各放置一个四分之一波片,在垂直于腔轴的平面内旋转其中一个波片,输出连续可调谐双频激光,最大调谐范围为一个激光谐振腔纵模间隔.采用琼斯矩阵进行了理论分析,得出频率分裂量与波片转角成正比关系.实验研究了扭转模腔选模特性、纵模分裂特性和偏振特性.结果表明:两个四分之一波片正交时,激光器输出线偏振单纵模激光,扭转模腔失谐时,单纵模分裂为两个正交的线偏振模,实验获得的最大频率分裂量为3GHz.实验结果与理论分析一致.该连续可调谐双频Nd∶YAG激光器结构简单,可用于激光干涉测量和微波光电子等领域.

凸轮测量数据定位法及其几种评价方法

本文介绍了一种凸轮测量与数据处理的新方法；介绍了评价凸轮的几种标准，并对这几种方法进行了比较。

利用激光雷达计测大气环境的方法

本文介绍了激光雷达原理，列举了用于测量大气环境的几种常用激光雷达的构成方法。

腔内波片产生的Nd∶YAG激光纵模分裂规律研究

简要介绍了激光纵模分裂的基本原理，研究了腔内含有1个和2个1/4波片时产生Nd∶YAG激光纵模分裂的规律。实验结果表明：在1064nm Nd∶YAG激光的腔内放置一个1/4波片时，每一激光纵模分裂为2个正交的线偏振模，在波片表面垂直于激光光线的条件下，纵模分裂量（即频率差或波长差）恰好等于激光纵模间隔的一半；当在Nd∶YAG激光腔内沿垂直光线方向平行放置2个1/4波片时，也能产生纵模分裂现象，其纵模分裂量取决于2波片快（慢）轴之间的夹角。在0°-90°范围内调节角度，可使纵模分裂量在一个激光纵模间隔内线性调谐。实验结果与理论分析相吻合。

大弹性织物主动馈送式张力控制方法的应用研究

本文分析带状弹性织物张力控制的特殊性与主要影响因素,提出主动馈送式张力控制方法,并自此基础上,采用参数自整定的模糊PID控制算法,设计完整的检测和控制系统方案并进行样机实验,样机实验结果表明主动馈送式张力控制方法在大弹性织物张力控制中有效可行,并对于大弹性材料的变张力控制具有参考价值。

保偏光纤Bragg光栅传感特性的实验研究

设计了一种基于保偏光纤Bragg光栅(PMFBG)的横向负载传感方案,实验研究了PMFBG对横向负载、轴向应变和温度的传感特性。研究结果表明:PMFBG两谐振波长对温度和轴向应变的灵敏度近似相等,而对横向负载的灵敏度各不相同;PMFBG两谐振波长之差对横向负载的灵敏度取决于负载作用方向与保偏光纤快轴(或慢轴)之间的夹角,而不受温度和轴向应变的影响,实验得到的最高灵敏度为0.031nm/kg。基于PMFBG的横向负载传感测量系统在称重等领域具有广阔应用前景。

连接器透气膜防水测试技术研究和应用

阐述了国内现有透气膜防水测试方法。提出了一种基于PLC控制的防水测试仪对连接器件透气膜的防水性能测试的新方法。通过对连接器件透气膜两端加电极并且通水,根据微电流测试仪测出的电流判断连接器件透气膜是否漏水。防水测试仪将数据传输给PLC与内部设定值进行比较,给出不合格产品信号,同时蜂鸣器报警,机台红灯亮。通过对1 17P连接器的透气膜进行现场测试结果表明:当微电流测试仪测得的电流小于5μA,117P的透气膜是不漏水的;当电流超过5μA时117P透气膜漏水。