基于荧光光波导的探测光幕研究

【摘要】光幕作为新兴的光电技术装置，凭借其结构简单、分辨率高的特点被广泛运用在安全、安防和测量等不同领域中。然而要实现大面积区域高灵敏度的监测，则要求光幕具有大量光束及接收设备，随之而来的缺点是成本高、可靠性和灵活性都会降低；另外，当前市场上的光幕只注重对涉入目标执行响应动作，忽略了对目标位置进行精确探测这一重要需求。为了解决此问题，本文研究一种新型的探测光幕系统，主要内容及创新点包括以下几个方面：1.对照光幕的国内外现状，分析了当前光幕装置的特点及其存在的缺陷，提出了一种基于荧光光波导的位置传感器用于光幕探测系统。2.依据相关理论及总体方案设计并搭建了实验装置系统。首先，机械部分设计了实验装置框架、位置传感器及激光器固定结构；其次，使用MINI2440开发板作为主控制板，设计了信号采集电路及串口通信模块来完成硬件部分的设计；最后，完成ARM控制程序的设计，利用QT开发了可视化上位机应用程序界面。3.利用C语言及Matlab软件对系统进行了仿真实验，得到的仿真结果验证了装置的可行性。在搭建好的实验装置中，用固定尺寸的实际物体在探测区域内移动进行实验，测得实验数据，分析实验结果并与仿真结果进行了比较。实验数据分析结果表明，实验装置基本达到仿真预期效果。其中，系统测量误差主要来源于机械结构的缺陷及激光光源均匀度、稳定度不足等。本文所设计的基于荧光光波导的探测光幕基本满足使用要求，后续若加以改进提高精度，不仅能应用于安全监控中，亦能应用于触摸设备领域。
【作者】黄小濆；
【导师】金施群；
【作者基本信息】合肥工业大学，测试计量技术及仪器，2014，硕士
【关键词】荧光光波导；光幕；目标探测；线激光；硅光电探测器；

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