考评项目赋标准分，对照考评内容和 考评办 法对考 评项目 进行考 评，评 出各考 评项目 的考评 实际得 分，考 评类目 下各考 评项目 考评实 际得分 之和为 该考评 类目的 考评实 际得分
指导老师：梁明
制作人：韦锦 学号：0913137 专业： 光电子技术科学
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（4）频率特性 光敏二极管的频率特性较好，是半导体光电器件中最好的一种。其频率响应与下
述因素有关：(a)结电容和杂散电容，因为它与负载电阻并联，负载电阻越大，它的高频 旁路作用越明显，高频响应越差。负载电阻小，能使高频响应改善，但输出电压要减小， 两者应同时考虑，以选择合适的电阻。(b)光生载流子在薄层中的扩散时间及PN结（耗尽 层或阻挡层）中的漂移时间[8]。 （5）温度特性
（1）光敏二极管特性光照特性 图2-1画出了光敏二极管的光电流I与照度L的特性曲线，从图上可以看出它的光照 特性线形较好，适合于检测方面的应用[8]。
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1.光电管 材料
2.热释电 材料
3.热电堆 材料
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三激光能量计工作原理
激光能量计的探头根据原理不同可以分为热电堆式探测 器、热释电式探测器、光电式探测器及半导体光电二极管式探 测器几种。常用的能量检测法分为光热法及光电法。光热法以 热电堆或热释电材料为传感器件的吸收型探测器,即让激光与吸 收体充分作用,再用热电传感器测试吸收体的温升,从而得到吸 收体的热量值,即激光能量值。光电法以光电式探测器或半导体 光电二极管为传感器件的光电式探测器,光信号转换为电信号后, 电信号经电荷积分器得到与输入光脉冲能量成正比的电压信号, 从而完成能量的测量。由于光电二极管测量的动态范围大，测 量速度快，能反映信号的包络变化，价格便宜，因此被广泛应 用于光信号检测中。因此，系统中的光电探测器选取PIN光电 二极管。
上具有相同的运行效果，在软件运行这方面不存在个体的差异。
(4) 测量更方便。因为传统仪器功能单一，所以对一个信号完成多个参数的测量需要多
台仪器，使测量受连接方式、电缆长度等因素的影响。虚拟仪器只需对信号进行一次采样，
多个软件模块对同一组数据进行不同的处理就能实现多个参数的同时测量。
(5) 具有强大的数据处理功能。计算机运算速度的大大提高和数字信号处理理论的丰富
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五光电探测模块
激光能量计光电探测模块由聚光透镜、光电二极管及调理模块组成。待测光经过
聚光透镜后，光束会聚到光电探测器上，光电探测器将光信号转换为电信号后经调理电路 传送至数据采集模块进行数据处理与显示。
和完善，使虚拟仪器能够快速准确的处理数据。
功率计及能量计的种类繁多, 热效应的功率计稳定性良好, 误差) 多至 ∗ 多, 在激光功率与
能量测量中已满足需要。计量单位用来定标的量热计误差可以小到 界以下。至于有特殊
用途的功率计与能量计种类很多, 不宜赘述。当然, 随着激光事业的发展激光能量和功率的
计量标准的建立是非常需要的.
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极控制的晶体三极管的工作情况相似，因而光敏二极管在不同光照下的伏安特性，与晶 体三极管在不同基极电流下的输出特性相似。由此可知，光敏二极管对光信号的作用， 正像一般晶体管在基极加上电信号时的放大作用一样。光敏二极管在外加电压为零时仍 有电流，这是因为光生伏特效应所产生的短路电流。
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(2)光谱特性 光谱特性决定于所用的材料，图2-2为硅和锗的光谱响应曲线，锗材料的最灵敏响应波 长在14000~15000埃之间，硅材料的最灵敏响应波长在8000~9000埃之间。对于激光 器所发射激光波长的不同，可采用不同的材料[8]。
（3）伏安特性 图2-3画出了光敏二极管的实际伏安特性曲线，由光照控制的光敏二极管，与基
(1)
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虚拟仪器的关键环节是软件。虚拟仪器系统中除PC机外的硬件主要用于数据的采集、
输入，至于系统怎样处理数据，具有怎样的面板和数据输出的形式等都是由软件决定的。
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光敏二极管光电转换原理
根据PN结反向特性可知，在一定反向电压范围内，反向电流很小且处于饱和状态。此 时，如果无光照射PN结，则因本征激发产生的电子-空穴对数量有限，反向饱和电流保持 不变，在光敏二极管中称为暗电流。当有光照射PN结时，结内将产生附加的大量电子空 穴对（称之为光生载流子），使流过PN结的电流随着光照强度的增加而剧增，此时的反 向电流称为光电流。
四激光能量计实验装置及性能 考评项目赋标准分，对照考评内容和考评办法对考评项目进行考评，评出各考评项目的考评实际得分，考评类目下各考评项目考评实际得分之和为该考评类目的考评实际得分
典 型的 激 光能量测量装置主要包括激光器、分光及监视系统、激光能 量计、激光功率计、数据处理及控制计算机等闹。图1所示为所采用的激光 能量测量装置示意图。由激光器输出的光束经分光系统后，一束作为被测 光束人射到激光能量计，另一束进人监视系统用来观察本射激光的波形， 并通过波形来计算照射时间。能量计置人经过处理过的壳体内，以便减小 外界对其的干扰。数字多用表将能量计测温单元的读数实时地存储并输入 至计算机进行数值处理。功率计在测量一个积分时间后，读取激光器功率。 采用的能量计为自行研制的，用热电堆进行测温，石墨面做吸收体的量热 式能量计，尺寸小，响应大，有较好的测量性能。
量 热式 激 光能量计具有高损伤阑值、高激光辐射吸收率和高热传导率等特点，广 泛应用于现代高功率激光能量的测量。
由于激光的能量大，强度高，在进行强激光能量测量比较困难的情况下，通过市场 调查对比，吸取了其他激光能量计的优点，设计了这个方便实用的激光能量计。本设计 采用光电二极管探头，并且应用了大家都熟悉的A/D转换和AVR单片机等器件。实现方法 是以光电二极管探头作为传感器,将光信号转换为电信号后,电流信号经电荷积分器得到与 输入光脉冲能量成正比的电压信号,通过能量量值校准完成能量的测量，并由虚拟仪器编 写上位机进行显示。 要研究激光和应用激光就必须能够对激光的特性参数进行准确测量。对激光器主要参数 的计量测试是激光技术发展的一个重要方面。对一台激光器来说，人们最关心的是有没 有激光能量，有多少激光能量。比如在激光治疗中，就有激光有效剂量、无效剂量及危 害(破坏)剂量的阑值问题;在激光育种试验中，就有选择增产效果好和抗病虫害能力强的最 佳激光剂量间题;在激光防护工作中，为了确保人身安全，特别要搞清损伤人眼的激光阑 值问题;在激光核聚变中，需要多少能量才能打出中子、才能实现热核反应等等。这些都 需要精确测量激光能量，没有精确测量激光能量就达不到研究的预期目的。因此，对激 光能量的准确测量显得愈发重要[2]。 当激光能量通过AVR单片机控制之后，需要通 过虚拟模拟的上位机进行显示，虚拟仪器是以装有测量应用软件的个人电脑为核心，具 有虚拟的仪器操作面板，足够的硬件支持，有一定通信能力的测量装置。它和传统仪器 相比具有以下的特点：
1 •激光能量计
2
•激光能量计探头分类
3 •激光能量计工作原理
4
•激光能量计实验装置及性能
5 •光电探测模块
6
•光电能量计的使用方法及运用
7 •本课题研究的意义
8 •先进的激光切割
激 使 考评项目赋标准分，对照考评内容和考评办法对考评项目进行考评，评出各考评项目的考评实际得分，考评类目下各考评项目考评实际得分之和为该考评类目的考评实际得分
光敏二极管在电压不变和照度不变的情况下，其光电流随温度而变化，如图2-4。 在精密光电测量中要注意温度对测量精度的影响[8]。
（6）暗电流 图2-5为光敏二极管的暗电流随温度而变化的曲线。
温度升高，半导体受热激发，少数载流子增加，使暗电流 增加。
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