高功率固体激光器功率监控系统设计与研究

论文摘要

固体激光器具有体积小、功率大、使用方便的特点,在激光加工中应用最为广泛。作为激光加工的核心部件,激光器的输出特性直接影响加工的质量和效率。在激光器的所有参数中,激光器的输出功率及其稳定性是激光器输出特性的最基本技术指标。并且其功率稳定性会受到工作电流、工作电压、光斑模式、工作温度等诸多因素的影响。因此,开发一个监控系统,能够在不影响激光器的前提下实时监控固体激光器的输出功率,这将会显著提高激光加工的产品合格率。目前,国内外最常用的激光功率探测器有:光电型、热释电型、体吸收式和量热计等,测量方式主要有直接测量法和尾镜采样法。本论文从用户的需求出发,选择合适的测量方法,提出总体的设计方案,进行理论分析、实验验证和硬件软件设计,设计并实现一种新型高功率激光实时监控装置。具体的研究内容如下:(1)分析激光功率监控系统的研究背景和现状,根据实际工程的需要确定本论文的研究对象和技术要求;(2)分析几种不同的测量方式,提出尾镜采样法的系统总体设计方案,对基本原理进行理论和实验上的验证,充分证明尾镜采样法的可行性;(3)设计系统的硬件部分,分析各个模块的设计思路和实现功能,完成主要部件的选型和设计,设计外壳并进行硬件封装,提高系统的整体性和易用性;(4)设计系统的软件部分,通过软件界面设计实现人机交互的功能,利用数据处理算法实现硬件资源的整合,介绍数据处理的核心算法,包括对数据读取、检验、保存过程的算法设计;(5)进行系统的误差分析,介绍系统的误差来源,给出减小误差的方法,从实验上证明系统的误差满足项目要求。对系统的测量范围进行校准,实现可切换多档量程的功能。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 杨亚楠

导师: 陈培锋

关键词: 光电探测,固体激光器,树莓派嵌入式开发,软件设计

来源: 华中科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学,自动化技术

单位: 华中科技大学

分类号: TP277;TN248

总页数: 64

文件大小: 2466K

下载量: 152

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