CN104697632B - 一种窄脉宽激光微峰值功率密度测试仪控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种窄脉宽激光微峰值功率密度测试仪控制系统，该系统包括激光波长设置、探测器组件响应度显示、功率计算、脉宽测试、脉冲波形显示等功能，同时集成了测量方式选择、自动设置、运行暂停、大小信号切换、匹配电阻切换、存储控制、电压和时间设置和端口设置等辅助功能。基于该软件的激光微功率脉冲测试装置，可实现微弱激光峰值功率密度和脉宽的测试，波长设置范围为400‑1100nm和800‑1700nm，激光微峰值功率的测试范围为1μW/cm2‑2.54mW/cm2，脉宽测试范围为10ns～∞。本发明具有人性化的显示界面和友善的操作界面，可操控性强，可靠性高等特点。
Description
技术领域
本发明涉及激光计量技术领域，具体涉及一种窄脉宽激光微峰值功率密度测试仪控制系统。
背景技术
近年来，随着激光技术的发展和激光应用领域的拓宽，激光制导、激光测距、激光通信和激光遥感等产品的问世，经远距离传输和目标漫反射的ns级脉冲宽度和峰值功率密度在μW/cm2量级的窄脉冲弱激光信号的特性和检测技术研究日益受到重视。
目前，对微弱激光信号的计量，中国专利(CN200910089555、CN200910089556.1、CN201010606030.9)公布了一款利用凸-凸-凹结构，口径252mm以上光学系统的激光微能量计，其最小可以实现1.96fJ/cm2的信号检测，但是该系统具有庞大的光学系统和调整机构，无法实现室外外场信号的便捷计量，更无法实现10ns级脉冲宽度和频率信息的计量。
国际上，已有的激光功率计测试范围可以达到pw量级，由美国热电公司研制，但是只能测试连续和准连续信号，无法实现低频窄脉冲宽度信号的检测，更无法实现窄脉冲宽度的测试。不适用于激光测距机、制导、通信和遥感等信号的检测。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种窄脉宽激光微峰值功率密度测试仪控制系统，实现了微弱激光信号的在线计量和相关便捷性功能的扩展。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种窄脉宽激光微峰值功率密度测试仪控制系统，包括：
波长设置模块，用于根据所用探测器的类型设置波长，波长设置范围为400-1100nm(Si基探测器)和800-1700nm(InGaAs基探测器)，设置最小分辨率为0.1nm；
响应度显示模块，用于根据权利机构校准的探测器组件的归一化响应度曲线，通过查表，显示与激光波长相对应的归一化响应度；
波形显示模块，用于显示经远距离传输和目标漫反射的ns级脉冲宽度和峰值功率密度在μW/cm2量级的窄脉冲弱激光信号，打到光电探测器组件上，经光电转换和放大后的波形图；
峰值功率密度计算模块，用于根据波形显示中的幅值信息和探测器组件的归一化响应度，结合探测器光敏面的尺寸，进行峰值功率密度计算；
峰值功率密度显示模块，用于显示峰值功率密度计算模块的计算结果；
脉冲宽度计算模块，用于根据波形显示中的幅值信息和脉冲宽度信息，采用半高全宽法，进行脉冲宽度计算；
脉冲宽度显示模块，用于根据探测器组件光电转换的电信号信息，实现所测激光脉冲波形的显示；
辅助功能模块，用于测量方式选择、自动设置、运行暂停、大小信号切换、匹配电阻切换、存储控制、电压和时间设置和端口设置，实现了窄脉宽激光微峰值功率密度测试仪操作方便，结果显示直观等功能。
本发明具有以下有益效果：
通过该系统，可实现激光波长设置、探测器组件响应度显示、脉冲波形显示、峰值功率密度计算、脉冲宽度测试等主要功能，最终解决窄脉宽微弱激光信号的计量。
附图说明
图1本发明实施例一种窄脉宽激光微峰值功率密度测试仪控制系统的结 构示意图。
图2为本发明实施例一种窄脉宽激光微峰值功率密度测试仪控制系统的工作流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种窄脉宽激光微峰值功率密度测试仪控制系统，包括：
波长设置模块101，用于根据所用探测器的类型设置波长，波长设置范围为400-1100nm(Si基探测器)和800-1700nm(InGaAs基探测器)，设置最小分辨率为0.1nm；
响应度显示模块102，用于根据权利机构校准的探测器组件的归一化响应度曲线，通过查表，显示与激光波长相对应的归一化响应度；
波形显示模块103，用于显示经远距离传输和目标漫反射的ns级脉冲宽度和峰值功率密度在μW/cm2量级的窄脉冲弱激光信号，打到光电探测器组件上，经光电转换和放大后的波形图；
峰值功率密度计算模块104，用于根据波形显示103中的幅值信息和探测器组件的归一化响应度，结合探测器光敏面的尺寸，进行峰值功率密度计算；
峰值功率密度显示模块105，用于显示峰值功率密度计算模块104的计算结果；
脉冲宽度计算模块106，用于根据波形显示103中的幅值信息和脉冲宽度信息，采用半高全宽法，进行脉冲宽度计算；
脉冲宽度显示模块107，用于根据探测器组件光电转换的电信号信息，实现所测激光脉冲波形的显示；
辅助功能模块108，用于测量方式选择、自动设置、运行暂停、大小信号切换、匹配电阻切换、存储控制、电压和时间设置和端口设置，实现了窄脉宽激光微峰值功率密度测试仪操作方便，结果显示直观等功能。
本具体实施经远距离传输和目标漫反射的ns级脉冲宽度和峰值功率密度在μW/cm2量级的窄脉冲弱激光信号，打到光电探测器组件上，经光电转换和放大后，在软件系统100波形显示区进行波形显示103，根据波长设置101，通过查表，获得探测器组件对应波长的归一化响应度，在软件系统界面进行显示102，根据波形显示103中的幅值信息和探测器组件的归一化响应度，结合探测器光敏面的尺寸，进行峰值功率密度计算104，根据计算结果，进行峰值功率密度显示105；同时，根据波形显示103中的幅值信息和脉冲宽度信息，采用半高全宽法，进行脉冲宽度计算106，并根据计算结果，进行脉冲宽度显示107。
本具体实施窄脉宽激光微峰值功率密度测试仪控制系统是基于LabVieW2012开发的，根据窄脉宽激光微峰值功率密度测试仪的工作原理和应用背景，程控软件的工作流程200如图2所示，程序开始运行201，通过通道设置，选择示波器通道，与TDS3000系列示波器103进行通信，在控制软件104的主显示区，进行激光信号波形显示，根据显示的信息，提取信号特征，并进行数据处理204，显示待测激光信号的峰值功率密度和脉冲宽度205，根据需要，进行数据保存及其他操作206，依次循环，直至测试完毕，程序结束运行207。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种窄脉宽激光微峰值功率密度测试仪控制系统，其特征在于，包括：
波长设置模块(101)，用于根据所用探测器的类型设置波长，波长设置范围为400-1100nm和800-1700nm，设置最小分辨率为0.1nm；
响应度显示模块(102)，用于根据权利机构校准的探测器组件的归一化响应度曲线，通过查表，显示与激光波长相对应的归一化响应度；
波形显示模块(103)，用于显示经远距离传输和目标漫反射的ns级脉冲宽度和峰值功率密度在μW/cm2量级的窄脉冲弱激光信号，打到光电探测器组件上，经光电转换和放大后的波形图；
峰值功率密度计算模块(104)，用于根据波形显示模块(103)中的幅值信息和探测器组件的归一化响应度，结合探测器光敏面的尺寸，进行峰值功率密度计算；
峰值功率密度显示模块(105)，用于显示峰值功率密度计算模块(104)的计算结果；
脉冲宽度计算模块(106)，用于根据波形显示模块(103)中的幅值信息和脉冲宽度信息，采用半高全宽法，进行脉冲宽度计算；
脉冲宽度显示模块(107)，是根据探测器组件光电转换的电信号信息，实现所测激光脉冲波形的显示；
辅助功能模块(108)，用于测量方式选择、自动设置、运行暂停、大小信号切换、匹配电阻切换、存储控制、电压和时间设置和端口设置。
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