光电透过率测量系统实验报告

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1、题目：光电透过率测量系统实验报告班级：姓名：学号:一、实验目的1.学习典型光电系统的设计方法；2•理解激光透过率测量的原理；3.设计激光透过率测量系统的各部分电路；二、实验原理1.一般情况下，辐射源辐射只有一部分辐射功率透过媒质，最后被探测器接收。当以平行辐射束在媒质中传播时，若媒质冇吸收，则在传播一段距离之后，在垂直于传播方向单位面积上的辐射能通量将减少；激光透过媒质后的光强与透过丽的光强的比值称为透过率，其表达式为：厂=厶*100%1AT1o其中7；为透过率，人为透过后的光强，为透过前的光强。2系统框图激光透过率测量系统实验采用单通道直接测量系统，其原理框图如图1所示:

2、图1系统原理框图由经过调制的激光器发出的一定波长的激光经过介质后衰减，光强减小，分别测岀激光透过介质前后的光强，即可测出激光透过此介质的透过率。光电传感器将入射的光信号变成电信号，经过信号处理电路，将交流信号变成直流信号，该直流信号的人小与入射到光屯传感器上的光信号的强度成正比，通过测量该直流电压的大小即可测量出激光透过介质的透过率。3各部分电路说明1）驱动与调制电路半导体激光器外接一个+12V的直流电源，调制信号可以用函数发生器中的方波，方波信号的频率可以变化。实验中，半导体激光器的调制频率采用lKHz。2）光电传感I/V转换电路光电传感器采用光电池，光电池的输出为电流信

3、号，后续电路采用集成运算放大器CA3410构成I/V转换电路。3）带通滤波电路方案中设计了一个二阶压控电压源带通滤波器，要求中心频率f=lKHz,增益A=2,品质因数Q=10o4）积分电路其作用是将输入的交流信号变成直流信号，本实验屮采用专用真冇效值AD536能够计算交流和直流的真有效值。电源给半导体激光器提供直流电源，函数发生器提供调制信号。载物台上放置透射率检测箱包含I/V转换电路、滤波电路和积分电路。示波器用于检测激光和滤波电路输出信号的波形，台式数字万用表用來检测积分电路。实验步骤如下：1•打开电源，调制函数发生器，使其调制频率在lKHz,可通过示波器检测；1.将函

4、数发生器调制的激光接入示波器的CH1通道，滤波后输出信号接入CH2通道，比较二者的波形情况。通过measure按键检测二者的Vpp以及波形情况;3接通台式数字万用表的电源，用直流电压测量档测量积分电路输出的直流电压V0;3.将标称透过率分别为0.90,0.79,0.50,0.32,0.10的5个标准样品依次置于载物台上，调整好光路，分别记录五种情况下的积分电路输出的直流并填入下表。标准样品0.900.790.500.320.10电压（mv）透过率5•计算标准样品的透过率实测值，与标准透过率比较，分析误差产生的原因。四.实验数据处理和分析1•实验过程中的装置光路测量系统实验实

5、物图如下所示:（整个装置系统实物图）（函数发生器调制激光，数字万用表测量的滤波后输出直流电压值实物图）（示波器同时检测调制激光波形和滤波后输出的信号波形实物图）2.分别将0.9,0.79,0.50,0.32,0.10的5个标准样品放置于载物台上，各测量7组数据，记录如下所示：次数标称透过率0.90.790.50.320.1光调制频率/kHz1.0121.0111.0151.0141.0151透光电压/mV1419.41345.2852566.6192.4原电压/mV15981585.215901589.91616透过率88.8%84.9%53.6%35.6%11.9%绝对误

6、差1.2%5.9%3.6%3.6%1.9%相对误差1.3%7.4%7.2%11.4%19.1%2透光电压/klV1398.51312.5845.6546.3191.5原电压/讪1580.515931602.31590.51610.9透过率88.5%82.4%52.8%34.3%11.9%绝对误差1.5%3.4%2.8%2.3%1.9%相对误差1.7%4.3%5.5%7.3%18.9%3透光电压/mV1340.11345.2850.7553.6199.3原电压/讪15821592.71601.51591.81608.7透过率84.7%84.5%53.1%34.8%12.4%绝

7、对误差5.3%5.5%3.1%2.8%2.4%相对误差5.9%6.9%6.2%8.7%23.9%4透光电压/mV1421.41337.4839.7573.4202.3原电压/mV15951602.41590.616201616.6透过率89.1%83.5%52.8%35.4%12.5%绝对误差0.9%4.5%2.8%3.4%2.5%相对误差1.0%5.6%5.6%10.6%25.1%5透光电压/価1412L1354.3848.8574.4199原电压/mV1598.71590.51585.11603.61612.4