晶体非线性折射率测量系统研究

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1989年Mansoor Sheik-Bahae等人提出了单光束Z扫描技术,由于该方法具有实验装置简单、结果易于分析、灵敏度高等优点,因此该方法一经提出便受到广泛关注。现在Z扫描技术已经发展成为测量非线性光学特性的一种重要手段。我们在对Z扫描技术的基本原理进行系统全面的介绍的基础上开发了基于计算机控制的激光Z扫描系统,该系统具有自动化、方便、快捷以及比较高的实验精度和准确度的优点。该系统包括四个模块:计算机控制操作平台、步进电机控制器、数据采集卡、电动平移台。其中计算机控制操作平台模块是借助于微软的Visual C++6.0程序开发工具开发的用户对Z扫描系统实现控制和实验操作的windows图形控制界面,编程主要是基于MFC下的程序设计,该控制软件有两种模式,即手动模式和自动模式,分别对应用户的自动并且连续的实现Z扫描实验控制和手动单步完成Z扫描实验步骤,主要完成对步进电机驱动器、数据采集卡、通信串口的设置,并对控制数据进行编码和数据的串口通信、数据采集、数据存储和图形的绘制;步进电机控制器模块集成了单片机AT89S52、max232、电源、电源电压转换电路、步进电机驱动、风扇、通信串口、开关、电源接口,利用Keil C51编程软件,在单片机中编写了单片机端的程序代码,利用Protel 99SE软件,我们设计了电源电压转换电路的原理图和单片机系统的电路原理图,在此基础上制作了相应的单片机系统和电源电压的电路板,最后我们把以上的各个元器件进行了系统的集成,装配在一个控制箱内,构成了步进电机的控制器;数据采集卡模块我们采用了USB7333,在设定相应的参数后,可以对光探测器的数据进行采集和数据传输;电动平移台是主要由步进电机构成的样品载物台。最后,加上透镜、激光光源和分光板以及光探测器等外围设备和器件,我们可以组装出Z扫描系统的整个实验平台。最后,我们搭建了Z扫描的实验平台。在实验平台下,我们对铌酸锂晶体样品进行测试,同时在测试过程中介绍了,系统软件的使用方法,测试结果显示系统基本满足了实验的要求,实现了预期的功能。
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