基于虛擬儀器的激光性能參數(shù)測量系統(tǒng)
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頻率測量模塊由頻率計完成激光編碼精度的測量；時間測量模塊由快速響應探頭、頻率計和高頻數(shù)字化儀組成，完成激光編碼精度及脈沖波形的測量；能量測量模塊完成激光脈沖能量的測量；光束質量測量模塊完成激光光束性能的各項測量。以上各測量模塊都具備獨立的功能，通過IEEE 1394，RS 232和USB等接口和主控計算機進行通信。根據(jù)測量功能的考慮，選擇以下電子設備：
(1)PXI總線系統(tǒng)由機箱、PXI控制器、PXI模塊組成。由于美國的NI公司在PXI系統(tǒng)領域的領先地位及對所售產品的售后服務情況，決定訂購NI公司PXI的產品。該測量系統(tǒng)選用的PXI機箱為NI PXI-1042系列帶通用電源的8槽3U PXI機箱；PXI控制器選用內嵌式NI PXI-8106，性能為2．16 GHz Pentium雙核CPU嵌入式控制器，它比NI PXI-8187的性能高50％性能，PXI控制器采用PXI總線和機箱連接。
(2)激光脈沖波形和編碼精度的測量采用快速響應探頭+數(shù)字化儀+頻率計的方法實現(xiàn)。快速探測器(光電二極管)。將光脈沖信號轉換成電脈沖，用寬帶傳輸線(快速電纜)無失真地將電脈沖信號輸送到高帶寬數(shù)字化儀和頻率計上，進行數(shù)據(jù)處理，實時顯示并計算出脈沖波形、寬度、重復頻率等時間量。考慮硬件的測量精度，數(shù)字化儀／頻率計采用NI PXI-5152?？焖偬綔y器(光電二極管)采樣日本賓松公司的高帶寬快速二極管。
(3)NI IEEE 1394接口卡對本系統(tǒng)其他1394總線接口的硬件設備提供連接，接口卡和主機箱采用PXI總線連接。
(4)測量系統(tǒng)要完成激光能量的測量，能量測量采用中國計量院研制的E1000型能量計，他的測量范圍及測量精度滿足設計需求。能量控制器通過串口和PXI機箱連接。
(5)由于要對激光發(fā)射角進行測量，需對光闌片進行二維方向上的移動。該測量系統(tǒng)采用北京賽維公司的SC1000型步進電機控制系統(tǒng)。步進電機控制器過串口和PXI機箱連接。在進行發(fā)散角測量時，需利用攝像頭對圖樣光斑進行采集來修正光闌孔與光軸中心，CCD攝像頭采用德國AVT公司數(shù)字攝像機，它所采集的視頻數(shù)字信號通過IEEE 1394接口和PXI機箱內的1394卡進行信號傳輸。
(6)由于要求實時看到光斑圖像并可測量器尺寸、大小等數(shù)據(jù)，選用美國Spricon公司LBA-PC激光光束分析系統(tǒng)完成光束質量的測量，可探測深紫外到近紅外區(qū)光源的各種實時輪廓分析(包括交叉區(qū)域)和光斑參數(shù)特征測量，實時檢測光軸的穩(wěn)定性、光斑的均勻性，顯示二維光強圖像、能量分布等信息。該系統(tǒng)的攝像頭非常適合光斑質量分析系統(tǒng)，還可用于高質量影像記錄。激光光束分析儀通過IEEE 1394接口和PXI機箱內的1394卡進行信號傳輸。
1．2 光學平臺的硬件選型
在光學平臺上要完成激光光路的設計，根據(jù)激光參數(shù)測量理論達到在透鏡焦距位置測量激光光斑參數(shù)的目的。光路設計上采樣透鏡、半透半反鏡和全反鏡的組合，三種光學元件均為單位自制，透鏡直徑為60 mm，焦距為1．5 m，光學潔凈度為三級；半透半反鏡尺寸為50mm×50 mm，10％的反射率及90％的透過率，光學潔凈度為三級；反射鏡尺寸為50 mm×50 mm，光學潔凈度為三級。光學平臺選用江西連勝試驗裝備有限公司的POT型光學平臺，此平臺的不平整度僅為0．02～0．05 mm／m2。
1．3 激光性能參數(shù)綜合測量系統(tǒng)結構
測控系統(tǒng)由PXI機箱測控柜和光線平臺組成。PXI機箱測量柜由顯示器、PXI機箱、步進電機控制器、能量計控制器、供電電源、鍵鼠組成，光學平臺由光路組成部分及能量計、波形測量儀、光束分析儀、電控光闌等組成，如圖2所示。本文引用地址：http://www.biyoush.com/article/193573.htm
測量系統(tǒng)以PXI測量設備為基礎，通過在光學平臺上光路的搭建及能量計、光分儀等儀器擺放，使用相應的測量軟件，來達到測量目的。
待測激光源提供所需的輸入信號，測量系統(tǒng)通過模擬量與數(shù)字量的轉化完成所需參數(shù)的測量。PXI機箱中PXI模塊完成波形數(shù)據(jù)的處理，機柜中的能量計控制器完成能量的處理及傳輸，步進電機控制器接收命令后完成對安裝在步進電機上的光闌片的位移控制。
控制和測量采用集成的現(xiàn)場控制方式進行，采用總線結構及標準通用接口，充分利用IEEE 1394接口和RS 232總線技術；充分發(fā)揮主控計算機軟件平臺的網(wǎng)絡特點和多媒體技術，遙控和虛擬顯示集成設計，使其具有自檢和診斷能力，友好的人機交互環(huán)境，以提高設備的自動化水平。
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