窄脉冲激光的收发与幅度测量

摘要

纳秒级窄脉冲激光因其脉冲宽度极短、脉冲信号的上升沿快、拥有极低的占空比，同时纳秒窄脉冲还具有普通激光具有的单色性良好、响应速度快、适合远距离探测等特点。其技术优势决定了其具有非常广阔的应用范围，在一些军事领域例如激光制导、脉冲激光雷达，和一些民用领域如激光测距等均有较为广泛的应用。在纳秒窄脉冲信号的的收发与测量系统中因脉冲宽度极短、信号的上升沿快等技术特性同时决定了窄脉冲信号的接收与测量系统需要具有较高的 ADC采样速率和芯片对数据的处理能力。脉冲信号的宽度在纳秒量级是制约这些因素的关键问题，如何不使用超高速 ADC采集芯片的前提下实现对纳秒脉冲信号的数据采集与测量一直是纳秒窄脉冲激光应用领域急需解决的关键问题。
　　本文主要针对纳秒级窄脉冲激光信号的技术特点，设计出纳秒级窄脉冲信号激光信号的收发与测量系统。根据窄脉冲激光的技术特性，首先设计了窄脉冲激光的发射系统，针对发射系统的技术细节进行仔细的研究和试验，利用电容的充电放电的过程产生纳秒窄脉冲激光信号，实现了纳秒级窄脉冲激光发射系统的设计。同时根据发射系统产生的纳秒窄脉冲激光信号的特点，设计出与纳秒窄脉冲激光发射系统相匹配的接收与测量系统，包括硬件设计和软件设计部分。其中硬件设计中提出了对纳秒窄脉冲信号进行脉冲信号的拓宽处理，将纳秒级的窄脉冲信号通过脉冲拓宽电路拓宽至微秒级，这样的处理可极大的降低窄脉冲信号对后级 ADC采样速度的要求，不仅降低了系统的成本而且电路的复杂性也进一步的降低。将窄脉冲信号进行拓宽处理后送至TMS320F28335DSP进行数据的采集与处理，通过程序的编写找出窄脉冲信号的峰值的大小和峰值的位置信息。最后对示波器采集的窄脉冲信号各个位置的脉冲波形图进行分析，总结系统的优势与不足，提出系统的改进意见。

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第1章 绪论

1.1 窄脉冲激光的介绍

1.2 窄脉冲激光收发与测量的研究意义

1.3 窄脉冲激光的应用前景和发展

1.4 本论文的主要工作

第2章 窄脉冲激光发射电路的设计

2.1 半导体激光器的驱动特性

2.2 窄脉冲激光发射电路设计的技术难点

2.3 目前常用的半导体激光器驱动电路

2.4 窄脉冲激光发射电路的设计

2.5 窄脉冲激光信号的波形分析

2.6 本章小结

第3章 窄脉冲激光接收与幅度测量子系统的设计

3.1 纳秒级窄脉冲激光的特性分析

3.2 窄脉冲激光接收传感器的分析与选择

3.3 窄脉冲激光接收与测量的技术重点

3.4 窄脉冲激光接收与幅度测量电路设计

3.5 接收与测量子系统的接收激光信号波形分析

3.6 窄脉冲激光的接收与测量的软件设计

3.7 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的学术论文

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