一种基于MSP430的半导体激光治疗仪

设计了一种采用MSP430F149单片机为主控芯片的半导体激光治疗仪,并设计了相关外围电路和控制程序。治疗仪系统主要包括供电与充电电路、按键电路、USB接口、LCD显示电路、激光头及驱动电路以及单片机控制电路,可输出持续稳定的650nm的低强度激光,利用单片机软件控制可实现对激光输出功率的精确控制和可调,并具有LCD可视操作、时间设置和定时报警等实用功能,使得整个治疗过程更加准确和高效。治疗仪采用可充电锂电池供电,具有操作简单、耗电低、性能稳定、经济便携等优点。[     

通过半导体光放大器抑制光通信噪声的方法研究

提出一种通过半导体光放大器(SOA,semiconductor optical amplifiers)抑制光通信系统中激光器的相对强度噪声,进而提升信噪比的方法。该方案利用半导体光放大器增益饱和特性,检测光信号和半导体光放大器的输出信号的噪声功率以及信噪比。通过optisystem仿真发现,使用SOA放大的光信号系统输出信号的噪声功率远小于激光器直接生成光信号系统输出信号的噪声功率。     

重复频率3Hz、100mJ高光束质量钕玻璃放大器的研制

研制了具有放大纳秒方形激光脉冲的高光束质量、高稳定的激光二极管(LD)抽运的钕玻璃激光放大器。为了获得较高的输出能量,采用LD泵浦的"串联式双程放大"高增益组件进行能量放大。为了获得高光束质量的光斑,利用液晶空间光调制器(LCSLM)对光束近场分布进行空间整形,使之产生特定的空间分布,进而对后级放大器增益不均匀性进行光学预补偿。放大器工作波长为1 053nm,工作频率为3 Hz,输入1nJ的3ns方形激光脉冲,输出激光脉冲能量为100mJ、光束口径为10mm×10mm的方光斑,能量不稳定度小于2%(均方根),净增益大于109。光束的近场调制度小于1.3∶1,远场焦斑衍射极限小于2DL,远场角漂移小于9.5μrad。     

基于太阳能光伏技术的农田智能化灌溉系统

通过将太阳能光伏技术应用于农田智能化灌溉系统,设计系统的太阳能供电电源功能模块、太阳能智能化控制灌溉模块及其子功能模块,研究应用太阳光照自动跟踪原理、最大输出功率点跟踪原理、模糊控制原理等相关理论,实现太阳能光照强度最大、太阳能供电电源输出功率最大、不同负载等级的稳定电流输出、模糊控制自动灌溉、电能转换为水势能存储等应用功能,利用太阳能光伏技术实现智能化精准灌溉。设计比较试验表明,与普通的太阳能电池板相比,具备太阳光照自动跟踪设备、最大输出功率点跟踪设备的太阳能电池板总输出功率效率明显提高,负载的水泵抽水效率高,且功率输出稳定、持续时间长。     

基于SESAM的被动调Q环形腔掺饵光纤激光器

研究了一种环形结构的基于SESAM（半导体可饱和吸收镜）的被动调Q掺饵光纤激光器,并对该激光器的输出光谱特性进行了研究。该激光器的中心波长为1560nm,重复频率在10kHz以内,斜率效率为1．2％,阈值泵浦功率约为48mW,最大输出功率约为0．95mW。     

激光在圆锥形小孔孔壁上的多次反射吸收研究

在假设小孔为圆锥形的基础上，按照几何光学理论，通过跟踪光线在小孔内的多次反射轨迹，研究了激光在圆锥形小孔孔壁上的多次反射吸收，计算了小孔孔壁通过多次反射吸收的激光功率密度，分析了孔壁的多次反射次数、聚焦透镜的焦距以及圆锥形小孔的顶角等因素对小孔孔壁上的激光功率密度分布的影响．计算结果表明：小孔孔壁上吸收的总激光功率密度主要取决于激光在小孔孔壁上前几次反射；在小孔上部，孔壁吸收的总激光功率密度主要取决于直射到小孔孔壁上的激光功率密度；孔壁的多次反射只对小孔下部孔壁上的激光功率密度分布有影响．小孔的形状、尺寸取决于小孔孔壁上吸收的激光功率密度大小．小孔孔壁上吸收的激光功率密度与小孔的形状、深度和大小之间存在一个自我调节和自我适应的过程．孔壁上吸收的激光功率密度愈大，小孔的深度和直径也愈大，锥顶角愈小，小孔孔壁上吸收的激光功率密度分布还与聚焦透镜的焦距有关．在保证激光焊接所需要的激光功率密度的前提下，采用长焦距的聚焦透镜，有利于把激光能量直接导入工件材料内部。     

连续激光辐照半导体材料的热效应分析

根据连续激光加热靶材的实际情况,建立了连续激光辐照半导体材料的二维物理模型,采用P—r交替隐格式有限差分法,利用Matlab软件数值模拟了连续激光辐照半导体材料的温升过程,分析了激光参数和辐照时间对靶材温升的影响。结果表明,连续激光辐照半导体材料时,在辐照时间相同的条件下,激光功率密度越大,材料表面（尤其是其中心）温升越快;连续激光辐照半导体材料时,在激光功率密度相同的条件下,辐照时间越长,材料表面的温升越快。     

基于半导体光放大器的双波长激光器的微波信号产生研究

提出一种新型的基于半导体光放大器(SOA)的双波长光纤光栅激光器,并将其应用于产生微波信号。一对均匀的光纤布拉格光栅用作激光器腔内波长的选择元件,级联的2个光纤布拉格光栅(FBG)确保双波长CW激光具有较窄线宽,并通过调节FBG的工作温度以获得频率可调的微波信号。研究结果表明,通过改变光纤布拉格光栅的工作温度,可以获得波长间隔可调的稳定的双波长连续波激光输出,波长间隔为0.18~0.6nm,对应的微波信号频率范围是22.5~74.9GHz。     

激光深熔焊接小孔内等离子体的反韧致辐射吸收研究

在假设小孔为圆柱形的基础上，通过跟踪光线在小孔内的多次反射轨迹，对激光深熔焊接过程中小孔内等离子体的反韧致辐射吸收进行了研究，计算了小孔孔壁上吸收的激光功率密度，分析研究了孔壁的多次反射次数、聚焦透镜的焦距以及小孔直径等因素对孔壁上的激光功率密度分布的影响．计算结果表明：小孔孔壁通过等离子体的反韧致辐射吸收的激光功率密度主要取决于等离子体对直射激光的反韧致辐射吸收，小孔孔壁的多次反射光只对小孔下部孔壁的激光功率密度分布有一些影响．随着聚焦透镜焦距的增大，小孔孔壁上吸收的激光功率密度峰值减小，但分布区域向小孔深处推移．最后，对小孔孔壁上吸收的激光功率密度与小孔的尺寸之间的关系进行了讨论．小孔的尺寸取决于孔壁上吸收的激光功率密度大小．激光功率密度越大，小孔直径越大。     

半导体温差发电器发电电气特性试验研究

文章根据塞贝克效应(Seebeck effect)、珀尔帖效应(Peltier effect)、汤姆逊效应(Thomson effect)原理,制作了半导体温差发电器系统,通过试验测试获得了在不同温度等级下的电气特性。结果表明,开路电压和负载电压随温度升高呈线性上升趋势。当温度一定时,电流随负载变化呈几何对数增长,并找到了电压越低输出功率越大的功率特性。     

二极管双平衡混频器电路分析

探讨了二极管环形混频电路的工作原理,通过分析和计算,得出最终输出电流的组合频率分量.分析认为,由于二极管特性不配对,变压器中心抽头不对称,各端口之间的隔离是不理想的,总会有极少量功率在各端口之间窜通.提出了解决组合频率干扰问题的3种措施.     

A photomicrodynamic system with a mechanical resonator monolithically integrated with laser diodes on gallium arsenide

A cantilever resonant microbeam, laser diodes, and a photodiode have been fabricated on the surface of a gallium arsenide substrate. The microbeam is excited photothermally by light from a laser diode. The vibration is detected with a photodiode as the variation in light output caused by the difference in optical length between the microbeam and another laser diode. A high carrier-to-noise ratio (45 decibels) is achieved with a short (3 micrometers) external cavity length. Such a small distance allows a lensless system, which increases the ease of fabrication. This work could lead to applications in which photomicrodynamic systems are monolithically integrated on a gallium arsenide substrate with surface micromachining technology.     

Diode laser--pumped solid-state lasers

Diode laser-pumped solid-state lasers are efficient, compact, all solid-state sources of coherent optical radiation. Major advances in solid-state laser technology have historically been preceded by advances in pumping technology. The helical flash lamps used to pump early ruby lasers were superseded by the linear flash lamp and arc lamp now used to pump neodymium-doped yttrium-aluminum-garnet lasers. The latest advance in pumping technology is the diode laser. Diode laser-pumped neodymium lasers have operated at greater than 10 percent electrical to optical efficiency in a single spatial mode and with linewidths of less than 10 kilohertz. The high spectral power brightness of these lasers has allowed frequency extension by harmonic generation in nonlinear crystals, which has led to green and blue sources of coherent radiation. Diode laser pumping has also been used with ions other than neodymium to produce wavelengths from 946 to 2010 nanometers. In addition, Q-switched operation with kilowatt peak powers and mode-locked operation with 10-picosecond pulse widths have been demonstrated. Progress in diode lasers and diode laser arrays promises all solid-state lasers in which the flash lamp is replaced by diode lasers for average power levels in excess of tens of watts and at a price that is competitive with flash lamp-pumped laser systems. Power levels exceeding 1 kilowatt appear possible within the next 5 years. Potential applications of diode laser-pumped solid-state lasers include coherent radar, global sensing from satellites, medical uses, micromachining, and miniature visible sources for digital optical storage.     

多路电源任意电流分配控制系统

 针对目前电源供电模块受功率大小影响的不足,提出了解决方案。设计出一种由三路DC/DC变换器并联组成的输出电流任意比例分配的电源供电模块。整个系统由DC/DC变换器、采样电路、控制电路、按键显示电路等模块组成。开关电源三路主回路都输入12 V DC,通过升压斩波电路,变换为20~30 V DC输出;主控制器为STC12C516S2单片机。主控制器和TL494以双闭环形式控制DC/DC变换电路,既能通过电压反馈控制稳定输出电压,又能通过电流反馈对输出电流任意分配比例控制。且该系统还有过流保护功能。     

一种高效率的PFC无源无损缓冲电路

功率因数校正(PFC)电路作为谐波补偿装置和提高功率因数的有效措施已成为电力电子技术研究的热点问题,且绝大多数PFC采用Boost电路,在中等及以上功率等级时PFC常采用电流连续模式,而功率二极管由于存在反向恢复特性,开关管的开通损耗被大大增加,电磁干扰加重。本文提出了一种新的电容型无源无损缓冲电路,其能够抑制二极管的反向恢复特性,减小开关管的开通损耗,提高PFC的效率。电路结构简单,软开关实现范围大,500W实验样机验证了PFC在半载时效率能提高1.08%。     

一种小功率开关稳压电源的设计

设计了一种额定输出功率为75 W的推挽式拓扑结构的小功率开关电源,采用SG3525等专用芯片以及其他电路元件相配合,设计出的开关电源具有自动稳压输出的功能.且使输出电压在30 V-36 V连续可调,并实现了过流保护功能.     

基于UC3854的高功率因数变换器设计

针对现今市面上的AC-DC变换器多使用模拟控制且输入阻抗呈容性,存在着体积大,功率因数低和输出纹波大等不足,研制了以UC3854为核心的高功率因数变换器.利用脉冲宽度调制技术(Pulse width modulation,PWM),采用平均电流控制策略,通过对Boost电路的输入电压相位和输入电流相位进行调整,使输入电压和输入电流之间的相位差接近0.仿真和试验结果表明,此电路控制简单、输出电压和电流稳定且功率因数较高,同时能减少对电网的污染.     

1种智能农业设备开关稳压电源系统研究

设计了1种智能开关稳压电源。采用性能稳定常用的PWM芯片SG3525进行反馈调整稳压,并通过51单片机设定输出电压,功放电路采用MOS管搭建的双端推挽方式,简化了驱动电路,提高了电源效率。过载保护电路采用过流采样比较器,通过程序查询的方式,实现了电源的过载保护。系统测试和运行结果表明,该稳压电源使控制更加智能化,结构简单,能为农用大型机械和农业照明设备电路提供稳定的电源,具有比较广阔的应用和发展前景。     

红外遥控仰卧起坐达标测试仪的研制

本文论述了红外遥控仰卧起坐测试仪的原理,着重介绍了红外发射器的结构和原理。通过干簧管、红外发射二极管的应用以及电路上的独特设计,使得在较小体积的限制下,实现了发射瞬时功率大,静态微功耗,发射准确,限位发射等功能,从而使得本仪器的使用价值大大提高。     

一种光伏发电DC-DC变换器

在光伏发电系统中为了控制蓄电池的充放电的稳定性,保护系统的安全性,设计了一种以非隔离型的Buck/Boost拓扑结构为主电路的DC-DC变换器、设计了电路的参数,提出了基于电压、电流双闭环的控制算法,采用微处理器TMS320F28335为控制核心,开发了控制系统.实验结果表明：该DC-DC变换器具有输入电压范围广、输出电压精度高以及良好的动态、稳态特性.