基于labview環(huán)境的通信激光強(qiáng)度和波長調(diào)諧控制研究【開題報(bào)告】

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告電子信息科學(xué)與技術(shù)電子信息科學(xué)與技術(shù)基于基于labVIEWlabVIEW環(huán)境的通信激光強(qiáng)度和波長調(diào)諧控制研究環(huán)境的通信激光強(qiáng)度和波長調(diào)諧控制研究一、選題的背景與意義1970年美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研制成功在可以在室溫下連續(xù)工作的半導(dǎo)體激光器（laserdiode），為光通信提供了實(shí)用化光源。目前，半導(dǎo)體激光器在通信、醫(yī)療、工業(yè)、國防軍事等眾多領(lǐng)域得到非常廣泛的應(yīng)用。在通信上，對于半導(dǎo)體激光器來說，光纖通信是當(dāng)前主

2、要的應(yīng)用領(lǐng)域，未來的發(fā)展更是一個廣闊的領(lǐng)域。其主要原因是相對與傳統(tǒng)的電通信具有一下優(yōu)點(diǎn):通帶寬，容量大，可實(shí)現(xiàn)波分密集復(fù)用（DVDM）.傳輸損耗小，可靠性高，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。在醫(yī)療領(lǐng)域，激光醫(yī)療作為激光應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域，發(fā)展非常迅速，逐步走向成熟。半導(dǎo)體激光器因其具有體積小、重量輕、壽命長、功耗低、波長覆蓋范圍廣等特點(diǎn)，特別適用于醫(yī)療設(shè)備的制造。在工業(yè)上，電氣傳感器一直作為測量物理與機(jī)械現(xiàn)象的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備發(fā)揮著它的作用。盡管它們在測試測

3、量中無處不在，但作為電氣化的設(shè)備，他們有著與生俱來的缺陷，例如信號傳輸過程中的損耗，容易受電磁噪聲的干擾等等。用半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的光束代替電流，用標(biāo)準(zhǔn)光纖代替銅線作為傳輸介質(zhì)，光纖傳感器就是針對這些應(yīng)用挑戰(zhàn)相當(dāng)好的解決方法。在國防軍事上，信息戰(zhàn)將是未來高技術(shù)戰(zhàn)爭的戰(zhàn)略至高點(diǎn)，激光技術(shù)是獲取和傳輸信息的重要手段，正面臨著前所未有的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，目前軍事方面的應(yīng)用有激光雷達(dá)、激光模擬武器、激光警戒、激光制導(dǎo)跟蹤等等。半導(dǎo)體激光器的功率和波長是

4、其工作特性的兩個非常重要參數(shù)，對半導(dǎo)體激光器功率和波長的調(diào)諧研究十分必要。半導(dǎo)體激光器的輸出功率與注入電流在理想情況下有其中()thPITI???為曲線的斜率，為是LD的閾值電流。半導(dǎo)體激光器的閾值電流對溫度敏感，可以表示為?()thIT，其中是常數(shù)，是器件的特征溫度，取決于器件的結(jié)構(gòu)和所用材料。00()exp()thITITT?0I0T由于介質(zhì)的折射率與溫度有關(guān)，半導(dǎo)體激光器的發(fā)射波長與溫度也有聯(lián)系。理論分析和實(shí)驗(yàn)表明，半導(dǎo)體激光器的

5、工作電流發(fā)生變化時激光器不僅輸出光強(qiáng)發(fā)生變化峰值（中心）波長也隨著工作電流的增加向長波方向移動。所以半導(dǎo)體激光器的輸出波長可以表示為溫度和輸入電流的的函TI數(shù)。12()fTIkTkI????我的研究工作是用上文提到的半導(dǎo)體激光器的功率、波長的兩個關(guān)系式在LabVIEW環(huán)境下對半導(dǎo)體激光器的波長和功率的精確控制。在PC機(jī)的LabVIEW環(huán)境下開發(fā)出激光器控制的圖形用戶界及前面板界面設(shè)計(jì)。需要使用LabVIEW函數(shù)庫提供的各種結(jié)構(gòu)如循環(huán)結(jié)構(gòu)

6、，事件結(jié)構(gòu)，順序結(jié)構(gòu)，case結(jié)構(gòu)，狀態(tài)機(jī)結(jié)構(gòu)等完成子VI的設(shè)計(jì)。在LabVIEW環(huán)境下編寫友好美觀用戶界面同時完成相關(guān)的數(shù)據(jù)處理，以及利用PC機(jī)串口的進(jìn)行界面相關(guān)操作指令的收發(fā)。例如旋動界面激光波長旋鈕或者功率旋鈕，程序自動生成相關(guān)指令發(fā)送出去，在界面上也可以讀取激光器的工作狀態(tài)，工作參數(shù)并顯示。2.MSP430F149單片機(jī)的內(nèi)嵌程序設(shè)計(jì)MSP430系列單片機(jī)是美國德州儀器(TI)1996年開始推向市場的一種16位超低功耗的混合信號

7、處理器(MixedSignalProcess)。MSP430F149具有兩個16位定時器，一個12位高速AD轉(zhuǎn)換器，兩個通用串行同步異步通信接口USART以及48個IO引腳。以MSP430F149單片機(jī)為核心的激光控制系統(tǒng)接收上位機(jī)用戶控制界面發(fā)出的指令執(zhí)行對激光器的相應(yīng)的服務(wù)子程序達(dá)到對溫度和電流的控制。單片機(jī)的內(nèi)嵌程序利用IAR公司的集成開發(fā)環(huán)境IAREmbeddedWkbench，本設(shè)計(jì)將使用的C編譯器版本是IAREmbedded