激光器波长测量装置研究-仪器仪表工程专业毕业论文.docx

独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:日期: 年 月 日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本论文属于保密□,在 年解密后适用本授权书。不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名: 指导教师签名:日期: 年 月 日 日期: 年 月 日摘要激光干涉技术是重要的测量技术,广泛应用于尺寸、形位和表面形貌测量。在这些测量中,激光波长均作为测量基准,其稳定性、准确性对仪器的精度具有很大的影响。然而,由于环境条件和驱动电源波动的影响,激光器波长变化不可避免。因此,为保证仪器的测量精度和稳定性,激光器波长的实时测量校准是必要的。本文基于光栅衍射原理,开发一种激光器波长测量装置,主要研究内容与成果包括:1、研究分析了四象限光电探测器(QD)光斑中心定位原理,提出了基于光栅衍射原理结合双四象限光电探测器进行光斑中心定位的波长测量原理,设计了测量系统架构,构建了测量装置。2、设计了四象限光电探测器信号处理电路,包括探测器前置放大电路和光斑中心计算电路。其中,前置放大电路将光电单元电流信号转换为电压信号,光斑中心计算电路将四路电压信号转换为带有光斑中心信息的电压信号,通过PCI采集卡输入计算机进行处理。3、建立了均匀分布和高斯分布两种激光光斑模型,采用Matlab仿真,得到了四象限探测器在理论和实际情况下,不同光斑的中心定位偏移量曲线和误差曲线。根据仿真结果,分析了影响四象限光斑中心定位精度的一些因素,给出了误差补偿办法。在此基础上,完成了波长测量系统测量程序设计。4、对激光器波长测量装置进行了实验测试,包括系统的稳定性测试和重复性测试,并进行了误差分析。实验和分析结果反映了测量系统的有效性。关键词:激光器;波长测量;光栅衍射;四象限光电探测器;,formandposition,,’,itissonecessarytomeasureandcalibratethereal-timeoutputwavelengthofthelaserthattheinstrument',ameasurementandcalibrationdeviceforlaserwavelengthisdeveloped,:Firstly,,,thededicatedelectricalcircuitofQDisdesignedforthediffractionsignalprocessing,whichconsistsofacircuitforpre-amplificationandaci