基于labview環(huán)境的激光功率與波長調(diào)諧研究【文獻綜述】

1、畢業(yè)設(shè)計文獻綜述畢業(yè)設(shè)計文獻綜述電子信息科學與技術(shù)電子信息科學與技術(shù)基于基于LabVIEWLabVIEW環(huán)境的激光功率與波長調(diào)諧研究環(huán)境的激光功率與波長調(diào)諧研究摘要：LabVIEW是不同于傳統(tǒng)編程語言的使用圖形符號來編寫程序的編程環(huán)境，結(jié)合了圖形化編程方式的高性能與靈活性，以及為測試測量與自動化控制應(yīng)用設(shè)計的高性能模塊及其配置功能，能夠為數(shù)據(jù)采集、儀器控制、測量分析與數(shù)據(jù)顯示等各種應(yīng)用提供必要的開發(fā)工具。本文介紹在LabVIEW環(huán)境下對

2、半導體激光器的功率和波長調(diào)諧研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，并介紹了LabVIEW界面與控制器的串口交互通信、MSP430F149控制程序、半導體激光器功率與波長的測量的各種方法。關(guān)鍵字：LabVIEW；串口通信；半導體激光器；1、背景、背景1.1半導體激光器的發(fā)展與應(yīng)用半導體激光器的發(fā)展與應(yīng)用1970年美國貝爾實驗室研制成功在可以在室溫下連續(xù)工作的半導體激光器（laserdiode），為光通信提供了實用化光源。目前，半導體激光器在通信、醫(yī)療、工業(yè)

3、、國防軍事等眾多領(lǐng)域得到非常廣泛的應(yīng)用。在通信上，對于半導體激光器來說，光纖通信是當前主要的應(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:通帶寬，容量大，可實現(xiàn)波分密集復(fù)用（DVDM），傳輸損耗小，可靠性高，可實現(xiàn)遠距離通信[2]。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，特別適用于醫(yī)療設(shè)備的

4、制造。在工業(yè)上，電氣傳感器一直作為測量物理與機械現(xiàn)象的標準設(shè)備發(fā)揮著它的作用。盡管它們在測試測量中無處不在，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。用半導體激光器產(chǎn)生的光束代替電流，用標準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，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)和機遇，目前

5、軍事方面的應(yīng)用有激光雷達、激光模擬武器、激光警戒、激光制導跟蹤等等。1.21.2半導體激光器功率和波長半導體激光器功率和波長半導體激光器的功率和波長是其工作特性的兩個非常重要參數(shù)，對半導體激光器功率LabVIEW是美國NI公司推出的一種通用虛擬儀器開發(fā)軟件，它包含了豐富的功能函數(shù)庫和完備的總線設(shè)備驅(qū)動程序[1]。LabVIEW的最大特點是其基于圖形(Graphics)的編程方式：LabVIEW采用了框圖而非傳統(tǒng)的文本方式的編程方法。這種

6、編程方式強調(diào)信號處理的實際過程，編程簡單，調(diào)試方便。LabVIEW虛擬儀器軟件是當今世界最流行的一種儀器構(gòu)成和檢測控制方案，目前國內(nèi)外大量先進的測控系統(tǒng)都采用其作為開發(fā)平臺。用LabVIEW虛擬儀器軟件開發(fā)實際的測控系統(tǒng)時，經(jīng)常會遇到這樣的情況：測試量龐大，另外還要進行數(shù)據(jù)分析處理、報表的生成打印等任務(wù)。面對如此繁多的任務(wù)，無法用一個用戶界面（又稱為人機界面）來實現(xiàn)，這時可將一個完整的測試系統(tǒng)按完成的具體任務(wù)不同分成幾個功能模塊，每個功

7、能模塊分別設(shè)計成為不同的子程序（在LabVIEW中稱作子VI），并且每個子程序都有自己的用戶界面。在測控系統(tǒng)的應(yīng)用程序中首先提供一個友好的用戶界面，在此界面上把上述各功能模塊組織起來供用戶調(diào)用，利用菜單來驅(qū)動測控系統(tǒng)的各功能模塊，以完成不同的測試任務(wù)。這種調(diào)用關(guān)系，反映到用戶界面上，表現(xiàn)為菜單的功能。菜單形式的用戶界面設(shè)計與實現(xiàn)方法：采用子VI動態(tài)調(diào)用方法來實現(xiàn)和采用數(shù)組函數(shù)調(diào)用子VI的方法來實現(xiàn)設(shè)計中所用到幾個主要函數(shù)說明:1)Ope

8、nVIReference.vi函數(shù)2)CallByReferenceNode.vi函數(shù)3)CloseLVObjectReference.vi函數(shù)4)BuildArray.vi函數(shù)5)Search1DArray.vi函數(shù)6)IndexArray.vi函數(shù)。LabVIEW提供了更強大的靈活性，因為它是基于軟件的。LabVIEW用戶無法作為儀器的生產(chǎn)者，但是可以定義一起的功能，使用計算機、插入式硬件和LabVIEW能共同組成一個完全可配置的虛

9、擬儀器，以完成用戶的任務(wù)。使用LabVIEW，用戶可以根據(jù)需要創(chuàng)建所需的任何類型的虛擬儀器，而其成本僅僅是傳統(tǒng)儀器的小部分。當需求變化時，還可以在瞬間修改虛擬儀器[4]。虛擬儀器(VirtualInstrument)是基于計算機的軟硬件測試平臺，已經(jīng)在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。LabVIEW是由美國國家儀器公司(NationalInstrumentsCo.)推出的、主要面向計算機測控領(lǐng)域的虛擬儀器軟件開發(fā)平臺，是一種基于圖形開發(fā)、調(diào)試

10、和運行的集成化環(huán)境。利用LabVIEW設(shè)計多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)時，可配備NI公司的數(shù)據(jù)采集板卡模擬采集多路信號，但是數(shù)據(jù)采集卡價格較貴。本設(shè)計選用MSP430單片機組成的系統(tǒng)作為前端數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行多路數(shù)據(jù)采集，然后通過RS232串口通訊將數(shù)據(jù)傳輸至上位機，在LabVIEW開發(fā)平臺下，對各路數(shù)據(jù)進行處理、標定和實時顯示，從而實現(xiàn)了一種在LabVIEW環(huán)境下的單片機多路數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[5]。在LabVIEW功能面板的InstrumentI／Os