基于激光系统的测量与监控的实际应用综合探究

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激光因其独有的特点在许多领域得到了广泛应用,特别在激光测量领域中具有举足轻重的地位。激光测量技术突出的优点是:自然基准光波直接与激光相联系,可以实现高精度的测量,很容易做到光电转换与单片机的互联应用,并能够将得到的测量数据进行分析和处理。本文激光系统的研究正是借助激光独有的测量特性,结合内置电子系统,对每个零件遮断光线时产生的明暗变化做出反应,可对静止零件或旋转零件进行实时测量与破损监控。本文从激光系统采用的三脚半导体激光器展开讨论,分析并阐述了三脚半导体激光器的内部结构及工作方式,然后对三脚半导体激光器的光斑模态做出综合探究,从纵模和横模的分析角度出发,分析得出TEMoo模为系统的理想工作模态。通过对R11所取不同阻值进行数据对比分析,最后得出,在R11为5K时,可使三脚半导体激光器始终工作在恒流状态,保证了发射端激光光束有稳定的波长(650nm)输出,从而证明了APC驱动电路的可靠性,可以达到激光系统要求,能够实现实时的功率闭环。然后主要探讨激光系统的核心部分,分析了高斯光束圆形镜共焦腔的行波场和高斯光束的基本性质,并提出激光系统对激光光束的要求。通过对激光光学系统透镜的综合探究,并从高斯光束经过薄透镜变换与复杂透镜变换的探究分析出发,完成本套激光系统的镜组选型。最后对形成的激光高斯光束进行聚焦和准直探究,完成了对光束聚焦和准直的计算讨论,经实验论证,得出理论值l=3.5mm时,符合实际应用的结论。最后对完成激光信号实时采集的光电二极管BPW24R进行简单介绍,阐述了光电二极管的工作方式。然后对围绕光电二极管BPW24R设计的采集电路做出展示,采集系统以主控芯片STM32F101T6V6A为控制核心,以电荷运算放大器OP213FP为激光信号采集核心。最后经实验论证,基于光电二极管BPW24R特性设计的采集电路,在当R16=1K,可编程电位器U5的输入值为140时,可以较好的满足激光系统采集实现,符合本激光系统的实际要求。
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