基于LabWindows/CVI的光谱分析系统的设计与实现

　　1引言

　　用一极管泵浦个固态激光器时，由于各激光一极管条输出功率有限，要达到一定的输出光功率，往往需要用若干二极管条共同泵浦YAG棒)但制作工艺的限制，同一批一极管条各个实际参数分布小完个一致，为了达到最佳的泵浦效率，通常的作法是:把参数最接近的若干二极管条封装为一组，然后共同泵浦YAG棒)这就需要在中管正常工作的情况下测试每一激光二极管条的光谱特性，从而得到中心波反、带宽、温度漂移等参数)应用WDP500-2A平面光栅中色仪进行测试，采用人工操作，过程中调、枯燥，测试结果误差大，效率低。另外也有基于MS-DOS的平面光栅中色仪数据分析系统，操作界面却小友好，小能动态显示数据、也小能进行实时控制)针对以上在测试分析过程中遇到的实际困难，我们设计制作了RS232串口通信接口卡，开发了基于LabWindows/CVI语言的光谱分析系统，实现了激光一极管条光谱特性测试分析的自动化、实时化，不仅提高了参数的准确率，而且极大的提高了效率。在组装一极管泵浦头过程中充分体现和证明了该分析系统的优越性。

　　2平而光栅单色仪原理

　　平面光栅中色仪主要是由光源、光栅、光电探测器、步进电机等构成)光源或照明系统发出的光束经过光栅分光后，把入射的复合光分解为中色光照在光电探测器上，此时，光栅转过的角度对应一定波反的中色光，光电探测器上的电压对应着该中色光的强度。其中，光栅转动的角度由步进电机的运动控制。

　　3接口片设计

　　由平面光栅中色仪的基本原理知，可通过控制步进电机的转动控制测试的波反，并测出该转角下的光强。本系统以AT89C51与M:1X 180为核心器件设计硬件接曰卡，主要实现以下功能:

　　1)实现RS232与计算机的串口通讯;

　　2)控制步进电机，实现步进电机的定位、前进、后退、转速设置;

　　3)对光电探测器上的信号进行预处理，并进行采样;

　　4)实现控制键盘、状态显示功能)

　　3.1硬件枢图设计

　　本系统硬件枢图如图1，经中色仪分解后的中色光信号被光电一极管转化为微弱模拟电信号，经过高精度的仪表放大器MAX4197放大后，由12位分辨率:1/D转换器MAX180进行模数转换，转换后的数据送中片机AT89C51打包处理，最后把数据送入PC机.另一方面,PC机发送的命令帧由单片机接收后，进行解码、实现步进电机具体的控制与采样操作.

　　单片机与PC机之间的通信必须进行电平转换，将TTL电平转换成RS-2320电平)用一片MAX232专用转换芯片可达到此目的。由驱动电路实现步进电机的起/停、前进、后退、转速等控制(其中，单片机的P1.4口负责产生驱动力波、P1.3口负责方向控制。同时，为了提高单片机的稳定性，在驱动电路与单片机之间增加光电隔离电路。