脉冲激光器高灵敏功率检测系统设计 
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Design of High Sensitive Power Detection System for Pulsed Laser
1 安徽大学物质科学与信息技术研究院，安徽 合肥 230601
2 中国科学院安徽光学精密机械研究所环境光学与技术重点实验室，安徽 合肥 230031
图 & 表
图 1. 系统总体设计框图
Fig. 1. System overall design block diagram
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图 2. 光电转换电路
Fig. 2. Photoelectric conversion circuit
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图 3. 峰值保持及放电电路
Fig. 3. Peak hold and discharge circuit
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图 4. 同步触发电路
Fig. 4. Synchronous trigger circuit
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图 5. 程序执行过程框图
Fig. 5. Block diagram of program execution process
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图 6. 采集过程时序图
Fig. 6. Timing diagram of acquisition process
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图 7. 示波器实时监测图形
Fig. 7. Oscilloscope real-time monitoring graph
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图 8. 测得峰值输出与理想值对比
Fig. 8. Comparison of measured peak output and ideal value
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图 9. 实验装置示意图
Fig. 9. Schematic of experimental device
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图 10. 功率与电压线性拟合结果
Fig. 10. Linear fitting result of power and voltage
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表 1PS13-6b主要参数
Table1. PS13-6b main parameters
| Symbol | Value |
|---|
| Spectral response range /nm | 350-1100 | | Dark current /nA | 0.25 | | Responsivity /(A·W-1) | 0.35(λ=532 nm) | | Rise time /ns | 70 | | Active area /(mm×mm) | 3.504×3.504 |
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表 2常用跨导放大器参数比较
Table2. Comparison of common transconductance amplifier parameters
| Part number | Band width /MHz | Transconductance /(mA·V-1) | Slew rate /(V·μs-1) | Supply voltage /V |
|---|
| OPA860 | 80 | 95 | 900 | ±5 | | OPA615 | 710 | 72 | 2500 | ±5 | | OPA660 | 850 | 125 | 3000 | ±5 | | MAX436 | 200 | - | 850 | ±5 |
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表 3自制功率检测系统与标准功率计误差比较
Table3. Comparison of errors between homemade power detection system and standard power meter
| Designed power meter /W | Standard power meter /W | Error rate /% |
|---|
| 0.348 | 0.333 | 4.5 | | 0.474 | 0.453 | 4.6 | | 0.630 | 0.605 | 4.1 | | 0.781 | 0.765 | 2.1 | | 0.928 | 0.912 | 1.8 | | 1.026 | 1.043 | 1.6 | | 1.116 | 1.135 | 1.7 | | 1.174 | 1.203 | 2.4 |
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王秋卜, 刘文清, 张天舒, 付毅宾. 脉冲激光器高灵敏功率检测系统设计[J]. 激光与光电子学进展, 2021, 58(3): 0314005. Wang Qiubu, Liu Wenqing, Zhang Tianshu, Fu Yibin. Design of High Sensitive Power Detection System for Pulsed Laser[J]. Laser & Optoelectronics Progress, 2021, 58(3): 0314005.
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