硕士研究生开题报告

1、高精度多功能激光准直仪的研究,目 录,一、来源及意义 二、国内外研究水平及发展趋势 三、研究内容及实施方案 四、研究创新之处 五、工作进程,一、课题的来源及意义,1、课题的来源 山东省教育厅课题（j05c51）,2、课题的意义 精确准直测量的需求 重工业领域 几何量计量领域 水利领域 电梯安装领域,传统的经纬仪、正倒镜竖向投测法和吊垂线法等由于精度低、受现场条件限制等缺点越来越不能满足施工、安装和监测的要求,二、该领域国内外研究水平和发展趋势,1、半导体光电位置敏感器件的发展 半导体光电敏感器件是光电探测器中的一种。光电探测器是一种将辐射能转换为电信号的器件，是光电系统的核心组成部分。在光电系

2、统中的作用是发现信号、测量信号，并为随后的应用提取某些有用的信息,psd的理论模型诞生于20世纪30年代，此后许多研究人员对这种效应及其应用潜力作了深入的探讨：,（1）1957年 wallmark利用内部载流子传输理论基本揭示了横向光电效应 （2）moors等利用表面复合理论也解释了横向光电效应 （3）lucovsky从电流连续性方程出发系统地解释并倒出了著名的lucovsky方程,（4）allen等研究了用硅材料制作的圆形psd的特性 （5）fieret等制作并研究了方形结构的psd （6）70年代设计了四横向psd；后来开发了双横向结构；根据gear的研究理论，开发了光敏面周边带圆弧形电阻

3、条的枕形结构的psd,2、国内发展水平 随着光电技术、计算机技术和激光技术的飞速发展，国内许多科技工作者致力于激光准直仪的研究工作，也取得了很大的成绩,（1）冯其波等人研究的双频激光干涉仪 （2）魏乐林采用点光源、波带板中心、成像中心三点在一条直线上，即三点准直法 （3）文生平研制的以8098单片机为核心的大气激光准直仪 （4）曹学东等人采用四象限光电池研制了四象限光电池激光准直仪,3、国外发展水平 目前,美国、德国、日本以及瑞士等发达国家对激光准直仪的研究投入财力比较大,研究的成果比较多，水平也比较高。这些发达国家在psd研究和制造方面已具有相当高的水平，其产品性能也日臻完善,美国生产的lb

4、-5型激光准直仪在建设工程上发挥了重要的作用 日本生产的索佳激光准直仪 日本滨松株式会社（hamamatsu photonics）、瑞士sitek和美国udt等开发出了多种规格、能满足不同要求的一维和二维psd系列产品及相应得处理电路,4、该领域目前国内外研究发展趋势 （1）如何提高psd器件的性能 （2）计算机技术及新的信号处理技术的研究与应用,三、课题所要研究的内容及实施方案,研究内容及技术路线原理框图,研究和选择激光器 研究psd的工作原理 研究激光器输出光束发生的漂移及消 除方法 研究psd信号处理电路 研究单片机数据采集处理系统 研究测量数据显示系统及误差分析,激光准直仪的工作原理,

5、拟采用的研究方法 本课题拟采用理论分析与实验相结合的研究方法,四、课题研究的创新之处,采用双光束消漂光学系统，解决光束的漂移现象 采用vb6.0编程软件，实现测量数据的实时显示,五、课题阶段工作进程,06.10-07.01 文献查阅，资料收集和分析 07.01-07.03 分析psd的特性及其在激光 准直仪中的应用；分析激光 器输出光束的漂移现象 07.04-07.07 信号处理电路的研制 07.08-07.12 学习软件vb6.0的应用，运用 编程软件vb6.0进行测量与显示的 实时同步 08.01-08.02 整理材料，撰写论文,the end!,请各位老师、同学 提出宝贵意见，谢谢！,b

6、ack,激光光束经滤光片入射到半反半透射上被分为上下两束光，下束光经棱镜3和4后其漂移方向与上束光正好相反，上下两束光经棱镜5、6合束为一束光，当原光束有漂移时，和束后的出射光束将变成椭圆形光束，光束的能量中心不漂移，这样就提高了激光束的准直精度,psd是基于横向光电效应的一种非分割型、对入射光斑重心位置敏感的光电器件。枕形结构的位置坐标与输出信号之间的关系为：,back,激光器我们一般采用he-ne激光器，因为它采用单横模输出，激光的频率和功率稳定性都很高,back,back,激光器发出的光线照射在psd光靶上，当光靶沿被测工作表面移动时，被测工作表面的直线度误差使光靶和激光束之间产生相对移动