fpga在激光快速成像中的应用技术研究

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1、■＾ｍＶＶｉＳ．Ｓｇｍｕａｍ■ｇ＾ｊｇ縣拓带Ｍ專夏＾硕±学位论文．Ｉ鑛ＦＰＧＡ嫌光快速趋中誠臟术研究＆作者姓名圭撞ｌ指导教师姓名、职碌王石语教授申请学位类别工学硕±学校代码10701学号1305122282分类号TN249密级公开西安电子科技大学硕士学位论文FPGA在激光快速成像中的应用技术研究作者姓名：王婧一级学科：电子科学与技术二级学科：物理电子学学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：王石语教授学院：物理与光电工程学院提交日期：2015年11月StudyontheFPGAApplicati

2、onTechnologyinLaserRapidImageAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinPhysicalElectronicsByWangJingSupervisor:WangShiyuProfessorNovember2015西安电子科技大学学位论文独创巧（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除

3、了文中特别加Ｗ标注和致谢中所罗列的内容外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同事对本研巧所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处一，本人承担切法律责任。．＾ＩＩ：至—２：ＷＩＳ．ｉＸ本人签名＾日期西安电子科技大学关于论文使用授权的说明，目本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定Ｐ；研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于西安电子科技大学。学校有权保留送交

4、论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，结合学位论文研究成果完成的论文、发明专利等成果，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。＿＿＿至无Ｉ扛本人签名：３－義导师签名：．．－：３０ＪＴ２！％日：心日期／．１期ｉｒ．１２、摘要摘要电爆炸铝丝制备纳米铝粉的过程中，会伴随着等离子体的产生，而等离子体的产生是影响铝粉生产结果的重要因素，对等离子体的检测是完善制备工艺的必要条件。针对电爆炸过程中等离子体的检测，提

5、出马赫-曾德激光干涉法。将一束持续时间为纳秒量级的激光分为能量相等的两路光，一路光为信号光，穿过爆炸区，另一路光为参考光，两路光在观察屏中汇合产生干涉条纹。爆炸过程由于信号光相位分布发生变化，而引起干涉条纹及空间激光场的变化，根据光场的变化，可以测算爆炸区域等离子体的分布状况。本文针对电爆炸等离子体检测系统中爆炸设备、激光器和CCD相机三者之间的同步控制系统提出设计方案。由于电爆炸过程中，爆炸瞬间等离子体持续时间短，仅有几十微秒，为了拍摄到清晰的干涉条纹，需要在爆炸产生的瞬间，激光穿过等离子体区域，并且CCD相机及时打开快门捕捉到干涉图像。但是由于激光脉冲

6、的宽度为纳秒量级，CCD相机快门的时间精度在毫秒量级，因此对同步控制系统的时间精度提出了很高的要求。针对项目要求，本文提出的同步控制系统的解决方案如下：首先，提出CCD相机一种新的工作模式——反相工作模式，即相机在无光照的时候工作，有光照的时候停止工作，对于快速光脉冲的响应时间几乎为0。工作过程中，CCD相机首先处于打开状态，将爆炸背景光作为系统的触发信号，系统接收到触发信号后，经过延时发出两路信号，一路信号发送给激光器使其发出激光，另一路信号发送给CCD相机，将相机关闭。由于控制系统对时间精度要求很高，因此选择FPGA作为同步控制系统的核心开发工具。本文

7、主要工作有以下几点：1、对同步控制系统所涉及的基本原理进行详细论述分析。2、对项目的同步控制系统提出了具体的设计方案。3、对同步控制系统中的硬件部分与软件部分分别进行设计。4、对设计好的同步控制系统方案进行仿真测试。关键词：等离子体，马赫-曾德激光干涉，同步控制，CCD反相工作模式，FPGAIABSTRACTABSTRACTIntheprocessofpreparingthenano-aluminumviaAluminumwireelectricalexplosion,willbeaccompaniedbythegenerationofplasma,whi

8、lethegenerationofplasmaisanimport