光电子技术实验报告(包含数据)

-0.817 -0.682 -0.457 -0.223 0.136 0.474
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6
0.157 0.315 0.576 0.830 1.231 1.605
丝杆水平方向移动时，经 MATLAB 拟合Δ d 与 xL 的测量值与一次线性关系曲线表达式 xL=f（Δ d）=0.3089*Δ d-0.1319 丝杆垂直方向移动时，经 MATLAB 拟合Δ d 与 yL 的测量值与一次线性关系曲线表达式 yL=f（Δ d）=0.3342*Δ d+0.08743
，APD 电压为 2.744 4.4 9.7 0.8 20%
170.1V 3.744 13.2 8.8 0.7 30% 4.744 26.2 13.0 1.1 10%
表 10.2 调试频率为 15MHz，APD 工作电流为 53.3A ，APD 电压为 0.744 1.744 2.744 L（m） 表头读数φ （°） 1 米的相位差Δ φ （°） 计算距离 测量误差 127.0 165.8 38.8 172.4 6.6
5. 观察输出 532nm 激光输出功率与未加调 Q 晶体时输出功率的区别。 结论： 加调 Q 晶体后输出功率变大
表 8.1 300 个实验统计的光子个数 21 18 31 23 24 26 17 19 16 23 25 19 21 26 26 29 20 24 26 27 23 23 19 22 19 23 23 29 26 26 22 19 19 23 25 27 17 21 17 21 24 22 21 28 25 29 23 28 23 29 22 25 24 22 23 23 21 35 24 27 27 23 20 27 28 25 18 27 23 26 25 30 23 30 19 29 33 26 23 31 23 23 25 27 25 25 24 37 23 30 32 23 21 30 28 27 20 31 29 27 25 29 20 26 20 29 35 15 29 23 27 25 26 28 25 31 31 36 25 24 28 23 23 27 31 21 29 29 29 25 25 26 22 23 22 27 27 17 27 24 27 26 22 29 20 23 30 20 27 25 32 23 29 25 23 23 25 29 29 26 15 30 27 25 22 17 28 23 27 21 27 23 23 30 22 23 33 22 27 27 22 23 24 25 20 26 25 25 27 17 16 25 27 30 26 19 30 26 31 21 21 23 24 27 30 22 28 25 32 27 23 23 22 26 19 20 27 25 24 20 24 21 25 16 27 24 31 31 25 23 21 18 27 20 22 23 28 26 29 32 26 24 25 33 19 22 28 25 26 22 19 24 25 19 27 27 25 26 25 25 26 18 30 15 24 16 24 29 26 23 30 25 32 32 25 26 19 26 25 26 23 23 25 24 27 31 22 24 25 26 21 23 29 16 18 17 24 24 26 23
表 3.1 实验数据 CCD 相机 位 置 z （mm） 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 X 方向（μ m） 13.5% width hor Mean 直径 1084.40 1071.93 1053.50 1030.70 1017.70 1004.29 988.99 963.50 957.53 918.11 909.77 899.58 884.45 Radius 半径 Y 方向（μ m） 13.5% width ver Mean 直径 1057.93 1046.25 1024.18 1010.13 995.71 979.36 972.13 947.44 930.19 925.07 905.40 890.43 873.32 Radius 半径
mm。 丝 杆 转 动距离 xL 坐 标 距 离Δ d
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.352
0.720 1.053 1.486 1.708 1.861 1.729
表 9.4 四象限标定实验数据（Y 方向） ，水平丝杆位置： 3.435 垂 直 丝 杆位置 1 2.050 2.050 2.050 2.050 2.050 2.050 光斑坐标 X1，Y1 垂 直 丝 杆位置 2 2.150 2.250 2.350 2.450 2.550 2.650 光斑坐标 X2，Y2
表 8.2 每个光子数出现的几率 光子数 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 35 36 37 光子数的平均值为 24.64，方差为 17.82373 出现的次数 3 5 7 5 13 11 14 18 42 21 38 28 31 10 19 12 10 6 3 2 1 1 出现的概率（%） 1.00% 1.67% 2.33% 1.67% 4.33% 3.67% 4.67% 6.00% 14.00% 7.00% 12.67% 9.33% 10.33% 3.33% 6.33% 4.00% 3.33% 2.00% 1.00% 0.67% 0.33% 0.33%
1.7 279
1.8 310
1.9 343
2.0 372
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
3. 将 KTP 晶体放置在谐振腔不同位置，观察输出 532nm 激光功率的变化。 实验结果： 靠近 YAG 晶体输出功率变小，远离变大 4. 表 7.3 808nm 激光工作电流与调 Q 激光脉冲波形的关系（温度：25℃） 电流（A） 脉冲周期 （μ s） 半高脉宽 （μ s） 脉冲高度 （mV） 1.5 1.55 1.7 950 62.0 264 1.9 460 61.0 268 2.1 2.3
0.1399 0.1927
4.17*10-4 1.73*10-4
7.0*10-4 9.6*10-4
表 10.1 调试频率为 5MHz，APD 工作电流为 55.2A L（m） 表头读数φ （°） 1 米的相位差Δ φ （°） 计算距离 测量误差 0.744 16.9 1.744 14.1 2.8 0.2 80%
表 9.3 四象限标定实验数据（X 方向） ，垂直丝杆位置： 2.652 水 平 丝 杆位置 1 2.918 2.918 2.918 2.918 2.918 2.918 光斑坐标 X1，Y1 0.823 0.823 0.823 0.823 0.823 0.823 0.043 0.043 0.043 0.043 0.043 0.043 水 平 丝 杆位置 2 3.018 3.118 3.218 3.318 3.418 3.270 光斑坐标 X2，Y2 0.154 -0.159 -0.618 -0.845 -1.00 -0.827 0.310 0.422 0.406 0.411 0.418 0.560
1.4 0.784 6.08 3.12
1.5 0.832 5.80 3.08
1.6 0.878 4.68 3.10
1.7 0.920 4.04 3.20
1.8 0.925 3.92 3.30
1.9 0.920 3.80 3.44
2.0 0.910 3.68 3.50
2.1 0.865 2.84 3.25
542.2 535.965 526.75 515.35 508.85 502.145 494.495 481.75 478.765 459.055 454.885 449.79 442.225
528.965 523.125 512.09 505.065 497.855 489.68 486.065 473.72 465.095 462.535 452.7 445.215 436.66
2.2 0.805 3.12 3.0
2.3 0.758 2.72 2.9
1 功 率 （mW） 功 率 （mW） 2
表 7.1 808 半导体激光器的电流—输出功率关系表（温度：25℃） 0.6 37 1.7 319 0.7 64 1.8 343 0.8 89 1.9 364 0.9 119 2.0 388 1.0 145 2.1 1.1 171 2.2 1.2 196 2.3 1.3 218 2.4 1.4 249 2.5 1.5 275 17
3.2 计算束腰半径和远场发散角 Z1 Z2
ω0
θ
0
ω0
θ 0
X 方向
Y 方向
1 激光器阀值电压是： 590V 2 表 5.1 静态激光输出能量及输出效率 电 压 （V） 700 750 37.1 800 52.6 850 66.6 900 80.7 950 94.0 1000 114.3 1050 124.3
mm。 丝 杆 转 动 距 离 yL 坐 标 距 离Δ d
-0.249 -0.249 -0.249 -0.249 -0.249 -0.249
-0.959 -0.959 -0.959 -0.959 -0.959 -0.959
-0.316 -0.398 -0.531 -0.632 -0.811 -0.972
表 9.1 光斑水平定位盲区，竖直丝杆位置： 0.632 电压读数值（单位：V） V1=0 V2=0 V3=3.110 V4=0 X 显示值 Y 显示值 -1 1
mm。 最右边盲区的水平丝杆位置 V1=0 V2=0 V3=0 V4=3.120 -1 -1
最左边盲区的水平丝杆位置
表 9.1 光斑垂直定位盲区，竖直丝杆位置： 1.062 mm。 最左边盲区的垂直丝杆位置 电压读数值（单位：V） V1=3.160 V2=0 V3=0 V4=0 X 显示值 Y 显示值 1 1 最右边盲区的垂直丝杆位置 V1=0 V2=0 V3=0 V4=2.750 1 -1
电压（V） 700 750 800 850 900 950 1000 1050
5 绘出脉冲峰值、脉冲半宽、激光能量随泵浦能量的变化曲线图。
表 6.1
重复频率 f （kHz） 激光平均功 率P 脉冲峰值 脉冲半宽Δ T 激光峰值功 率 Pm 179.49 180.09 177.02 169.12 155.72 140.76 130.00 126.74 121.97 113.64
电流 （A） 0.5
电流 （A） 1.6 294
表 7.2 1064nm 激光输出功率（温度：25℃） 0.6 2 0.7 4 0.8 22 0.9 50 1.0 73 1.1 100 1.2 127 1.3 156 1.4 185 1.5 210
电流 （A） 0.5 1064nm 功 率 （mW） 电流 （A） 1.6 功 率 244 （mW） 1
表 9.5 目标方向改变量测量 光斑坐标 X1，Y1
反射镜中心到四象限探测器距离 L= 200mm 光 斑 移 动 距 离 Δd 拟合 XL 拟合 yL
。 Δθ x Δθ y
光斑坐标 X2，Y2
-0.249 -0.249
-0.959 -0.959
-0.316 -0.398
-0.817 -0.682
0.157 -0.0834 0.315 -0.0346
Eo（mJ） 28.6 ε
i
（mJ） η （%）
12.25 2.335
i
14.06 2.638
16.00 3.288
18.06 3.687
20.25 3.985
22.56 4.166
25.00 4.572
27.56 4.510
3 绘出 E。-ε
关系曲线
4
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表 5.2 调 Q 激光脉冲波形的参数值 脉冲峰值（V） 3.76 7.8 10.0 12.0 17.8 26.0 35.4 36.0 脉冲半宽（ns） 31.0 9.6 7.4 6.2 6.4 6.0 5.2 5.6 激光能量（mJ） 94.0 92.6 86.0 75.0 61.6 40.7 40.4 26.7