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應用Arduino及ON-OFF調變於光功率量測技術之研究

李祖嘉

應用Arduino及ON-OFF調變於光功率量測技術之研究

紀錄類型:	書目-語言資料,印刷品 : 單行本
作者:	李祖嘉,
其他作者:	鄧恢綱,
出版地:	[南投縣]
出版者:	南開科技大學電子工程研究所;
出版年:	民105[2016]
面頁冊數:	38葉 : 圖,表 ; 31公分+1張光碟
標題:	ON-OFF調變
標題:	On-Off-Keying
電子資源:	http://handle.ncl.edu.tw/11296/ndltd/76074585823563089641
附註:	指導教授: 鄧恢綱
附註:	參考書目: 葉35-36
摘要註:	近年來由於光電材料技術的進步，在工業應用中會使用雷射光束，來開發具有校準與量測功能的工業產品。藉由雷射的高指向性與功率穩定性的特性，可以應用在精密檢測等諸多不同的領域。量測系統通常由雷射發射系統和光電感測系統組成，利用雷射的單色性、高方向性、高亮度性、發散角小等特點，使雷射光束能提高量測距離，在空間形成一條固定光功率的基準線，將其投射到光感測器上。然而因光訊號轉換為電訊號時產生的雜訊，會產生量測上的誤差，因此本文的解決方法是，設計一套ON-OFF調變系統，透過HeNe雷射照射到感光二極體上，而作為光感測器，利用光敏元件將光訊號轉換為電訊號，並經由放大電路和ON-OFF的調變作用，將光波功率調變為方波訊號，再藉由Arduino讀取其數據並存入SD卡內，之後透過Matlab 軟體繪製出高斯分佈法，判斷數據的分佈狀況，而由於調變產生的輸出高低電壓，分別包含了光訊號本身的雜訊，以及電子電路和感光二極體的直流偏移，因此最後透過高低電壓的相減，消除除了光波功率以外無關的電子電路和感光二極體等雜訊，並將結果顯示於顯示器上，以此證明雜訊的消除。另一方面根據光束的偏振態可以用來判斷其未來可應用的領域，所以本文也透過再雷射光前加入線偏振片來讀取數據，再經過Matlab繪製曲線擬合圖，最後透過橢圓率公式來判斷光束的偏振態。

應用Arduino及ON-OFF調變於光功率量測技術之研究
李, 祖嘉

應用Arduino及ON-OFF調變於光功率量測技術之研究 / 李祖嘉 - [南投縣] : 南開科技大學電子工程研究所, 民105[2016]. - 38葉 ; 圖,表 ; 31公分.
指導教授: 鄧恢綱參考書目: 葉35-36.
ON-OFF調變On-Off-Keying

鄧, 恢綱

應用Arduino及ON-OFF調變於光功率量測技術之研究
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300 $a 指導教授: 鄧恢綱
300 $a 參考書目: 葉35-36
328 $a 碩士論文--南開科技大學電子工程研究所
330 $a 近年來由於光電材料技術的進步，在工業應用中會使用雷射光束，來開發具有校準與量測功能的工業產品。藉由雷射的高指向性與功率穩定性的特性，可以應用在精密檢測等諸多不同的領域。量測系統通常由雷射發射系統和光電感測系統組成，利用雷射的單色性、高方向性、高亮度性、發散角小等特點，使雷射光束能提高量測距離，在空間形成一條固定光功率的基準線，將其投射到光感測器上。然而因光訊號轉換為電訊號時產生的雜訊，會產生量測上的誤差，因此本文的解決方法是，設計一套ON-OFF調變系統，透過HeNe雷射照射到感光二極體上，而作為光感測器，利用光敏元件將光訊號轉換為電訊號，並經由放大電路和ON-OFF的調變作用，將光波功率調變為方波訊號，再藉由Arduino讀取其數據並存入SD卡內，之後透過Matlab 軟體繪製出高斯分佈法，判斷數據的分佈狀況，而由於調變產生的輸出高低電壓，分別包含了光訊號本身的雜訊，以及電子電路和感光二極體的直流偏移，因此最後透過高低電壓的相減，消除除了光波功率以外無關的電子電路和感光二極體等雜訊，並將結果顯示於顯示器上，以此證明雜訊的消除。另一方面根據光束的偏振態可以用來判斷其未來可應用的領域，所以本文也透過再雷射光前加入線偏振片來讀取數據，再經過Matlab繪製曲線擬合圖，最後透過橢圓率公式來判斷光束的偏振態。 $u The processing of optical signal is very important for detecting the required information that been coded in optical waves. The key technique in the processing is the conversion of optical signal to electronic signal. After conversion, the noise that buried in the electronic signal should be eliminated so that the signal to noise ration can be improved. This improvement will greatly reduce the effort for obtaining information as accurate as possible.The signal noise is generally originated from optical noise and electronic noise. The optical noise is carried by laser beam before it is converted to electronic noise. The electronic noise is resulted from the imperfect electronic components, 1⁄f noise, and thermal noise,etc. In this work, we are trying to reduce the electronic noise by using ON-OFF modulation with a electronic fan. Since the electronic noise always exists in spite of the conversion procedure, it can be greatly reduce by subtracting the electronic signal when laser is blocked from the electronic signal when the laser incident on the photodetector.We utilized Arduino as a microprocessor to convert the analog signal from pre-amp to digital signal. Arduino has been proved a useful tool in process control, it has six analog channels each of which is able to achieve analog to digital conversion. Therefore, the digital signal is processed by predetermined procedure.The procedure first reduces the electronic noise, and then determined the polarization state of laser beam by using curve fitting technigue. We also calculate the noise property with Gaussian statistics, close match can be found from the assumption and the calculation.
510 1 $a A study of optical power measurementity using arduino and ON-OFF modulation. $z eng
610 0 $a ON-OFF調變 $a 偏振態
610 1 $a On-Off-Keying $a Polarization state
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700 1 $a 李 $b 祖嘉 $3 1000091719
702 1 $a 鄧 $b 恢綱 $3 70228
801 0 $a tw $b 國圖 $c 20130805 $g CCR
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