宽光谱高消光比智能化测试系统的研究

论文摘要

随着现代科学技术的发展,传统的光学测试方法已日趋不适应近代工业和科学技术提出的高精度、高效率、实时性和自动化的测试要求。在光学精密测试领域中,光学技术和电子计算机技术的结合为新的测试方法开辟了一条新的途径。光机电算一体化的闭环式智能测试技术模式,是光学测试技术发展的方向之一。 激光偏光技术的不断发展,使得偏光器件日益广泛地应用在光纤通信、偏光导航、光调制、光电检测以及光传感等技术领域。消光比是晶体材料和偏光器件的主要光学参数之一。消光比测量属于弱光信号光度学测量,其测试方法不同于一般的光度测量。消光比测量的精确程度将影响到利用偏光器件对各种光辐射的偏振性质进行测量和鉴别的检测精度,以及利用偏光器件对其它具有偏光变换性质的光学器件和仪器系统的偏振响应的检测和分析。因此,偏光器件消光比的精确测定对于现代化信息技术的发展有着十分重要的意义。 本论文首先综述了微弱光电信号处理方法,包括相关检测技术、取样积分技术和光子计数技术;其次,从光功率和光频率两个方面探讨了精密测量中改善与控制光源稳定性的方法,分析了传统的消光比弱光信号测量方法—双镜测试法和高消光比测试法的优点和不足;然后,根据微弱光电信号处理的一般理论,提出消光比弱光信号测量的新方法—基于相关检测原理的宽光谱消光比智能化测试方案;最后,指出了宽光谱消光比智能化测试系统将来的改进和完善方向—基于虚拟仪器技术和网络化测试技术的测试系统。 论文工作的创新之处在于:系统的分析了影响消光比弱光信号探测的各种因素,设计了一套基于相关检测原理的宽光谱高消光比智能化测试系统,实现了可见光区任一波长处的消光比的精确自动测量,而且可以测得近似的消光光谱,克服了只对单一波长进行消光比测量的缺点。 该套用于消光比测试的微弱交流光电信号智能化检测系统,把单色仪、数字锁相放大器和计算机等有机的组合,采用双频双光路分光单探测器接收

论文目录

• 第一章 绪论
• 第二章 消光比测试技术综述
• §2.1 微弱光电信号处理方法
• §2.1.1 相关检测技术—锁相放大器
• §2.1.2 取样积分技术—取样积分器
• §2.1.3 光子计数技术—光子计数系统
• §2.2 弱光检测系统中消除光源起伏对精密测量的影响的方法
• §2.2.1 基于相关检测原理的双光束技术
• §2.2.2 激光器稳频技术
• §2.3 偏光镜消光比的基本测量原理
• §2.4 双镜测试法
• §2.4.1 两只待测棱镜的结构和性能相同
• §2.4.2 两只待测偏光棱镜性能不同
• §2.5 高消光比测试方法
• §2.6 消光比自动测试方法
• 第三章 宽光谱消光比智能化测试系统
• §3.1 宽光谱消光比智能化测试方案
• §3.1.1 测试原理
• §3.1.2 测试系统
• §3.1.3 测试系统元器件的选择
• §3.2 系统软件设计
• §3.3 测试步骤
• §3.3.1 单波长消光比测试
• §3.3.2 消光光谱测试
• 第四章 消光比测试中的数据处理和误差分析
• §4.1 数据采集和处理方法
• §4.1.1 最小二乘法非线性曲线拟合的理论
• §4.1.2 消光比测试非线性曲线拟合的程序
• §4.2 测试结果及误差分析
• 第五章 系统的改进和完善方向
• §5.1 虚拟仪器技术
• §5.2 仪器的网络化测试技术
• 参考文献
• 在校期间发表的学术论文
• 致谢