远距离高精度微小位移监测技术研究
| 摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 1 绪论 | 第9-15页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第9-10页 |
| 1.2 微小位移监测技术概况及发展趋势 | 第10-11页 |
| 1.3 激光位移监测技术研究现状 | 第11-12页 |
| 1.4 论文主要研究内容 | 第12页 |
| 1.5 论文组织结构 | 第12-15页 |
| 2 系统原理与技术方案 | 第15-23页 |
| 2.1 系统架构与技术指标 | 第15-16页 |
| 2.2 关键技术原理简介 | 第16-21页 |
| 2.2.1 半导体激光器原理与主要特性 | 第16-18页 |
| 2.2.2 光纤耦合原理 | 第18-19页 |
| 2.2.3 高斯光束主要特性 | 第19-20页 |
| 2.2.4 雪崩光电探测器主要特性 | 第20-21页 |
| 2.2.5 半导体制冷器温控原理 | 第21页 |
| 2.3 本章小结 | 第21-23页 |
| 3 脉冲式半导体激光器驱动模块设计 | 第23-45页 |
| 3.1 驱动电路组成与原理 | 第23页 |
| 3.2 光源主要特性 | 第23-24页 |
| 3.3 FPGA触发信号设计 | 第24-27页 |
| 3.3.1 原理与QuartusⅡ仿真 | 第24-25页 |
| 3.3.2 倍频模块 | 第25页 |
| 3.3.3 计数器模块 | 第25-26页 |
| 3.3.4 触发信号结果输出与分析 | 第26-27页 |
| 3.4 MOSFET驱动模块设计 | 第27-28页 |
| 3.4.1 MOSFET主要性能 | 第27页 |
| 3.4.2 驱动模块选择 | 第27-28页 |
| 3.4.3 驱动结果输出与分析 | 第28页 |
| 3.5 充放电回路设计 | 第28-32页 |
| 3.5.1 充放电回路原理及Multisim仿真 | 第28-30页 |
| 3.5.2 储能电容波形分析 | 第30-31页 |
| 3.5.3 大电流脉冲检测方法 | 第31-32页 |
| 3.6 脉冲驱动电流特性测试与分析 | 第32-34页 |
| 3.6.1 储能电容对电流特性的影响测试与分析 | 第32-33页 |
| 3.6.2 充电高压对电流特性的影响测试与分析 | 第33-34页 |
| 3.7 脉冲式半导体激光器输出结果测试 | 第34-44页 |
| 3.7.1 光谱特性测试 | 第34-36页 |
| 3.7.2 P-I曲线测试 | 第36-44页 |
| 3.8 本章小结 | 第44-45页 |
| 4 双光束瞄准系统设计 | 第45-63页 |
| 4.1 激光测距仪光路系统简介 | 第45-46页 |
| 4.1.1 望远系统分类 | 第45-46页 |
| 4.1.2 常见激光测距仪光路结构 | 第46页 |
| 4.2 双光束瞄准系统原理 | 第46-47页 |
| 4.3 半导体激光器光纤耦合设计 | 第47-57页 |
| 4.3.1 ZEMAX非序列模式耦合仿真与分析 | 第47-51页 |
| 4.3.2 耦合效果测试与分析 | 第51-57页 |
| 4.4 双光束合束设计 | 第57-59页 |
| 4.4.1 光纤分束器设计方案 | 第57-58页 |
| 4.4.2 大芯径POF设计方案 | 第58-59页 |
| 4.5 双光束准直设计 | 第59-62页 |
| 4.5.1 高斯光束的准直 | 第59-61页 |
| 4.5.2 准直系统设计及效果测试 | 第61-62页 |
| 4.6 本章小结 | 第62-63页 |
| 5 雪崩光电探测模块设计 | 第63-81页 |
| 5.1 APD探测电路模块设计 | 第63-70页 |
| 5.1.1 APD探测电路分类 | 第63-64页 |
| 5.1.2 光电转换探测电路设计 | 第64-66页 |
| 5.1.3 比较器整形滤波电路设计 | 第66页 |
| 5.1.4 APD雪崩电压测试结果与分析 | 第66-68页 |
| 5.1.5 滤波片效果测试 | 第68-69页 |
| 5.1.6 APD接收光学结构 | 第69页 |
| 5.1.7 回波信号探测结果与分析 | 第69-70页 |
| 5.2 APD温控模块设计 | 第70-79页 |
| 5.2.1 NTC热敏电阻简介 | 第70-71页 |
| 5.2.2 TEC温度控制原理 | 第71-72页 |
| 5.2.3 温控电路设计 | 第72-74页 |
| 5.2.4 PID调节控制 | 第74-75页 |
| 5.2.5 温控模块测试结果与分析 | 第75-79页 |
| 5.3 本章小结 | 第79-81页 |
| 6 系统测试结果与分析 | 第81-91页 |
| 6.1 系统测试 | 第81-87页 |
| 6.2 结果分析 | 第87-89页 |
| 6.3 本章小结 | 第89-91页 |
| 7 总结与展望 | 第91-93页 |
| 7.1 总结 | 第91页 |
| 7.2 展望 | 第91-93页 |
| 致谢 | 第93-95页 |
| 参考文献 | 第95-99页 |
| 附录 | 第99-100页 |
| A 硬件电路及PCB设计 | 第99-100页 |
| B 作者在攻读学位期间发表的论文 | 第100页 |
