超短光脉冲能量计

超短光脉冲能量计

一、任务

利用单片机数据采集和处理，设计制作一台超短光脉冲能量计，能实时测量可见光波段、持续时间在微秒及纳秒量级的超短光脉冲能量。

二、要求

1．基本要求

（1）自制一个闪光灯，闪光频率约每分钟10-60次左右(可调)；

（2）掌握光电转换的基本原理与技术，用光敏元件将光脉冲信号转换成电脉冲信号；

（3）通过A/D转换，对上述电脉冲进行峰值保持与采样，用单片机采集并显示能量数据；

（4）不需要定标，只要做到相对测量即可。

2．发挥部分

（1）采用多路采样，能同时测量多路（例如四路）超短光脉冲能量。

（2）能测量的脉冲宽度达到皮秒（10 12秒）量级。

三、评分标准

设计报告

项目主要内容分数系统方案方案描述

15 电路与程序设计电路设计

电路仿真

10 测试方案与测试结果测试方案及测试条件

测试结果完整性

测试结果分析

12

设计报告结构及规范性 摘要

设计报告正文的结构 图表的规范性

8

总分

40 基本

要求 实际自己制作完成情况

50 发挥 部分

（1） 15 （2）

10 特色与创新 5 总分

30

激光谐振腔的设计及调节

一：简介

1988年Maker 提出的三镜折叠腔成了LD 泵浦固体激光器广泛采用的一种腔型[2]，结构如图1所示。固体激光介质一端切成平面，镀双色膜，形成一个腔镜M 1，另一端切成布氏角，凹面镜M 2以一定的倾斜角θ放置，用以补偿由布氏面引入的像散，M 3为输出耦合平面镜。利用这种腔型，端面泵浦可获得较高的泵浦效率，且消除了腔内的任何标准具效应。短臂（M 1到M 2）内特别是晶体内可获得很好的紧聚集，长臂（M 2到M 3）内适合放置各种锁模和调Q 元件。

图1 典型的三镜折叠腔

倾斜的凹面镜和布氏角切割的晶体都会引入像散，在实际的激光腔设计中，元件的像散是必须考虑的因素。

二、设计部分任务

对LD 泵浦Cr: LiSAF 激光器的光腔进行设计。Cr:LiSAF 晶体长d =3mm ，折射率n =1.41，一端布儒斯特角切割，凹面镜曲率半径R =100mm ，激光波长

λ=850nm 。设计时要考虑平行光斜入射凹面镜时沿子午面和沿弧矢面传播光束的

θ Pump

M 3

M 2

d 1

d 2

d

M 1

反射矩阵是不同的，同时也要考虑晶体布氏面产生的像散。设晶体至腔镜M2的距离为d1，腔镜M3至腔镜M2的距离为d2。使用Matlab语言或C语言进行程序设计。

要求：

1、固定长臂，画出谐振腔的稳区随短臂（d1）和入射角θ的变化图（取d2=400mm、

600mm、800mm、1000mm四种情况分别计算，角度θ从0︒开始，步长为0.5︒；

d1在（R/2-d）附近取值。）

2、列表提供满足像散补偿的腔参数（至少3组）（取d2=1000mm）

序号d1(mm

)

θ(°) ωt(μm) ωs(μm) Gt Gs

三、调节部分任务

半外腔He-Ne激光器调试（电子楼C312），调节至出光，记录时间。

四、评分标准

激光谐振腔设计

项目主要内容分数设计报告结构及规范性

摘要

设计报告正文的结构

图表的规范性

10

设计方案方案描述20 程序设计程序源代码25 计算结果

计算结果正确及完整性

结果分析

35 合计90

He-Ne

激光器

调试

半外腔He-Ne激光器调试，调节至出光，记录时间30 总分120

高年级竞赛题目

1：云网络指纹考勤机

1.1 任务

目前，市面上指纹考勤系统常见的是脱机型产品,单机就可完成考勤全部过程,使用方便,得以广泛应用。脱机型产品在对考勤信息进行统计时都是USB导出数据或RS232/485网络与管理计算机连接起来，对于考勤地点比较分散、距离较远、需要多台考勤终端的单位来说，RS232/485串口通讯不能完成远距离的网络数据传输。基于TCP/IP协议的网络架构技术已经广泛应用于公司、校园、工厂等各种环境，编写TCP/IP应用程序，可方便地将设备连入以太网，实现实时数据的网络传输。基于这一背景下，我们需要设计一款传统考勤机和互联网相结合的全新考勤系统---云网络指纹考勤机，以实现考勤点分散的使用场合下考勤数据的统一管理。

系统框架说明：STM32考勤主机+ 路由器（做端口映射，数据转发，从而实现外网访问）+ 云服务器+ 电脑考勤管理软件

1.2 要求

1.2.1基本要求

1.脱机指纹录入，认证，删除功能

2.考勤数据查询、显示和数据导出表格功能

3.实现PC上位机管理软件：完成对人员管理、特殊情况管理、导出考勤数

据进行处理，存储并对考勤数据进行分类管理，实现对考勤记录的查询、统计、报表生成、打印等功能。

1.2.2发挥部分

1.指纹数据存储在云盘，任何一个考勤终端录入指纹，所有考勤终端共享。

2.防考勤作弊功能：打卡时候自动拍照存档，考勤人员随时可以查阅打卡

人的打卡时间及拍照信息。

3.出差人员考勤，手机APP借助GPS定位+手机拍照功能实现出差定点考

勤功能。

1.3 评分标准

设计报告项目主要内容满分系统方案总体方案框架设计 4

理论分析与计算涉及技术分析、器件造型、方案论证 6

电路与程序设计总体电路图程序设计 4

测试方案与测试结果测试数据完整性、测试结果分析 4

设计报告结构及规范性

摘要，设计报告正文的结构，图表的

规范性

2

合计20

基本要求完成（1) 6 完成（2) 24 完成（3) 20 合计50

发挥部分完成（1) 10 完成（2) 20 完成（3) 15 其他 5 合计50

总分120

2多功能智能蓝灯音箱

2.1 任务

蓝牙作为智能手机的标配设备，智能手机普通率几乎达100%。利用智能手机普通率高的这一优势，可以把传统设备与智能手机结合起来实现智能化设备。现在我们要设计一款多功能智能蓝牙音箱，把传统音箱与智能手机的优势紧密结合起来，让音箱不只单纯的播放音乐功能，让它变得更智能，更人性化。