基于虛擬儀器的激光性能參數測量系統
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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(shí)間測量模塊由快速響應探頭、頻率計和高頻數字化儀組成，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(zhì)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(guò)IEEE 1394，RS 232和USB等接口和主控計算機進(jìn)行通信。根據測量功能的考慮，選擇以下電子設備：
(1)PXI總線(xiàn)系統由機箱、PXI控制器、PXI模塊組成。由于美國的NI公司在PXI系統領(lǐng)域的領(lǐng)先地位及對所售產(chǎn)品的售后服務(wù)情況，決定訂購NI公司PXI的產(chǎn)品。該測量系統選用的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(xiàn)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+數字化儀+頻率計的方法實(shí)現?？焖偬綔y器(光電二極管)。將光脈沖信號轉換成電脈沖，用寬帶傳輸線(xiàn)(快速電纜)無(wú)失真地將電脈沖信號輸送到高帶寬數字化儀和頻率計上，進(jìn)行數據處理，實(shí)時(shí)顯示并計算出脈沖波形、寬度、重復頻率等時(shí)間量?？紤]硬件的測量精度，數字化儀／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接口卡對本系統其他1394總線(xiàn)接口的硬件設備提供連接，接口卡和主機箱采用PXI總線(xiàn)連接。
(4)測量系統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(mǎn)足設計需求。能量控制器通過(guò)串口和PXI機箱連接。
(5)由于要對激光發(fā)射角進(jìn)行測量，需對光闌片進(jìn)行二維方向上的移動(dòng)。該測量系統采用北京賽維公司的SC1000型步進(jìn)電機控制系統。步進(jìn)電機控制器過(guò)串口和PXI機箱連接。在進(jìn)行發(fā)散角測量時(shí)，需利用攝像頭對圖樣光斑進(jìn)行采集來(lái)修正光闌孔與光軸中心，CCD攝像頭采用德國AVT公司數字攝像機，它所采集的視頻數字信號通過(guò)IEEE 1394接口和PXI機箱內的1394卡進(jìn)行信號傳輸。
(6)由于要求實(shí)時(shí)看到光斑圖像并可測量器尺寸、大小等數據，選用美國Spricon公司LBA-PC激光光束分析系統完成光束質(zhì)量的測量，可探測深紫外到近紅外區光源的各種實(shí)時(shí)輪廓分析(包括交叉區域)和光斑參數特征測量，實(shí)時(shí)檢測光軸的穩定性、光斑的均勻性，顯示二維光強圖像、能量分布等信息。該系統的攝像頭非常適合光斑質(zhì)量分析系統，還可用于高質(zhì)量影像記錄。激光光束分析儀通過(guò)IEEE 1394接口和PXI機箱內的1394卡進(jìn)行信號傳輸。
1．2 光學(xué)平臺的硬件選型
在光學(xué)平臺上要完成激光光路的設計，根據激光參數測量理論達到在透鏡焦距位置測量激光光斑參數的目的。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(xué)元件均為單位自制，透鏡直徑為60 mm，焦距為1．5 m，光學(xué)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(guò)率，光學(xué)潔凈度為三級；反射鏡尺寸為50 mm×50 mm，光學(xué)潔凈度為三級。光學(xué)平臺選用江西連勝試驗裝備有限公司的POT型光學(xué)平臺，此平臺的不平整度僅為0．02～0．05 mm／m2。
1．3 激光性能參數綜合測量系統結構
測控系統由PXI機箱測控柜和光線(xiàn)平臺組成。PXI機箱測量柜由顯示器、PXI機箱、步進(jìn)電機控制器、能量計控制器、供電電源、鍵鼠組成，光學(xué)平臺由光路組成部分及能量計、波形測量?jì)x、光束分析儀、電控光闌等組成，如圖2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/193573.htm
測量系統以PXI測量設備為基礎，通過(guò)在光學(xué)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(lái)達到測量目的。
待測激光源提供所需的輸入信號，測量系統通過(guò)模擬量與數字量的轉化完成所需參數的測量。PXI機箱中PXI模塊完成波形數據的處理，機柜中的能量計控制器完成能量的處理及傳輸，步進(jìn)電機控制器接收命令后完成對安裝在步進(jìn)電機上的光闌片的位移控制。
控制和測量采用集成的現場(chǎng)控制方式進(jìn)行，采用總線(xiàn)結構及標準通用接口，充分利用IEEE 1394接口和RS 232總線(xiàn)技術(shù)；充分發(fā)揮主控計算機軟件平臺的網(wǎng)絡(luò )特點(diǎn)和多媒體技術(shù)，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(dòng)化水平。
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