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大多數(shù)光學(xué)斬波器的斬波片制造是為了產(chǎn)生具有 50% 占空比的光學(xué)波形:在光學(xué)周期內(nèi)進行培訓， 斬波片的“通光”、“阻擋”交替進(jìn)行從而阻擋了50%的光束長效機製。然而法治力量，某些實(shí)驗(yàn)的待測(cè)樣品對(duì)輸入光的光功率較為敏感(例如非線性效應(yīng)、光漂白分享、熱效應(yīng)等對(duì)樣品產(chǎn)生的破壞)參考文獻(xiàn)【1-4】共享。在其他情況下信息化，您可能需要為時(shí)間分辨或泵浦探測(cè)成像對(duì)激發(fā)脈沖進(jìn)行門控【5，6】解決方案。對(duì)于這些實(shí)驗(yàn)趨勢，能夠輕松調(diào)節(jié)斬波片的占空比是很有意義的。

圖1: O54256 5/6雙槽葉片以50%占空比調(diào)制光束: Ton  = Toff .

有幾種方法可以改變光學(xué)斬波的占空比:

1. 定制“通光”和“阻擋”槽位具有不同寬度的斬波片上高質量。

2. 將兩個(gè)50%占空比的斬波片層疊安裝在同一個(gè)電機(jī)上一站式服務，通過(guò)調(diào)節(jié)葉片相對(duì)的位錯(cuò)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)占空比

3. 使用可變占空比的斬波片。

4. 同步兩個(gè)光學(xué)斬波器深入交流，并調(diào)整其中一個(gè)葉片相對(duì)于另一個(gè)葉片的相位引領作用。

（注：如果您只需要一個(gè)固定的占空比，例如10%臺上與臺下，選擇或定制一個(gè)通光寬度10%阻擋寬度90%的斬波片就足夠了效率和安。如果您希望設(shè)計(jì)定制斬波片，我們?cè)赟R542 操作手冊(cè)中提供了設(shè)計(jì)指南品牌。）

層疊斬波片

實(shí)現(xiàn)可調(diào)占空比的*簡(jiǎn)單方法可能是層疊兩個(gè)相同的斬波片，并將它們安裝在同一個(gè)斬波器的電機(jī)上更為一致，兩個(gè)葉片之間有一個(gè)旋轉(zhuǎn)偏移量等形式。該偏移減小了有效通光孔徑的寬度，即占空比研究與應用。如果要更改占空比飛躍，必須停止電機(jī)，松開安裝螺釘全面協議，并旋轉(zhuǎn)從屬葉片重要部署。由于是純手調(diào)，精確實(shí)現(xiàn)所需的占空比可能比較困難工具。

圖 2:通過(guò)將第二葉片(顯示為透明藍(lán)色)層疊在第一葉片上實(shí)現(xiàn)25%的占空因子智慧與合力，第二葉片相對(duì)旋轉(zhuǎn)量為15°。原始50%的占空比用紅色虛線表示重要的角色。

可變占空比斬波片

我們提供的 SR542 可以選配可變占空比的斬波片（型號(hào)0542DF ）開放要求。這種特殊制作斬波片提供的孔徑占空比為 10%至 90%，步長(zhǎng)為10%平臺建設。負(fù)載因子通過(guò)選擇葉片上的位置來(lái)選擇服務機製。通過(guò)選擇光束的位置來(lái)選擇占空比。因此使用，改變占空比就需要重新對(duì)準(zhǔn)光束到不同的位置大幅拓展。

圖3:  O542DF可變占空比斬波片。根據(jù)光束照射在斬波片半徑的位置足夠的實力，可以將占空比設(shè)為n*(10%)(其中n=1緊迫性、2、3...9)。注意光斑必須足夠小以免溢出到下一檔位

同步兩臺(tái)斬波器

控制占空比最靈活的方法是先同步兩個(gè)SR542光學(xué)斬波器到等相位多元化服務體系。然后可以精密調(diào)整第二斬波器與第一斬波器的相位差規劃，則可實(shí)現(xiàn)高精度的占空比控制。這實(shí)際上與圖2層疊在單個(gè)電機(jī)上的兩個(gè)斬波片產(chǎn)生的效果是相同深度，不同的是可以在不停止斬波片旋轉(zhuǎn)的情況下帶動擴大，快速且精密的調(diào)節(jié)占空比。設(shè)備具體接駁方式見圖4. 下面我們?cè)谑静ㄆ鞯妮o助下展示完整的斬波器同步流程：

使用示波器進(jìn)行相位對(duì)齊

首先開拓創新，將兩個(gè)斬波頭放在光路中持續發展，光束通過(guò)所需的斬波片孔徑。具體而言促進善治，我們假設(shè)在兩個(gè)斬波頭上都安裝標(biāo)準(zhǔn)5/6雙槽斬波片（O54256 ）擴大，并對(duì)準(zhǔn)斬波片的外側(cè)孔徑。我們?cè)O(shè)置斬波器1為主斬波器發揮效力，其參考頻率為內(nèi)置時(shí)鐘（操作設(shè)置如下）新格局。

例如：

•   Source   =   Internal Freq  

•   Multiplier  =   ×1  

•   Control   =   Outer  

•   Int Freq   = 165 Hz

操作設(shè)置斬波器2為從斬波器，其時(shí)鐘參考頻率取主斬波器1的同步輸出安全鏈，也就是Source = Ext Sync顯示。在后面板上，將斬波器1的Source Out連接到斬波器2的Ext Sync Input 真正做到，如圖4所示科普活動。這使得斬波器1成為主時(shí)鐘。為了顯示斬波波形強化意識，將斬波器1的Outer Slots Reference Output連接到示波器通道1長期間，將斬波器2的Outer Slots Reference Output連接到通道2。 將光電探測(cè)器的輸出端連接到示波器的通道4上現場。打開兩個(gè)斬波器電機(jī)高端化，通過(guò)按下按鈕，打開兩個(gè)斬波器的電機(jī) 我有所應。

將示波器的觸發(fā)設(shè)置為通道1用上了，并適當(dāng)調(diào)整時(shí)間基準(zhǔn)，在顯示屏上可以看到幾個(gè)周期的信號(hào)能力建設。許多示波器都具備占空比測(cè)量功能關註。對(duì)于光電二極管采集的信號(hào)，使用這個(gè)功能可能很有幫助創新內容。您可能會(huì)看到類似于圖5a中的波形機遇與挑戰。請(qǐng)注意以下特征：

1. 相位差??1?2為兩個(gè)斬波器1和2的參考信號(hào)之間的相位差。

2. 相位差??s為斬波器1和光電探測(cè)器信號(hào)之間的相位差

3. 光電探測(cè)器信號(hào)的占空比小于50% (Ton/Toff < 0.5)善於監督。

相位差??1?2是兩個(gè)斬波片的相位差集成技術。相移??s 是被測(cè)信號(hào)的相位差就能壓製。參考輸出由位于每個(gè)斬波器電機(jī)底座上的光電探頭產(chǎn)生（如圖4所示的6點(diǎn)鐘位置），而被斬波的信號(hào)光束路徑則通過(guò)其他地方（例如適應能力，11點(diǎn)鐘位置）更優美。

通過(guò)監(jiān)測(cè)光電探測(cè)器的信號(hào)，調(diào)整斬波器2的相位 防控，我們可以恢復(fù)斬波器1和2的*全同步成效與經驗，即50%的占空比波形，如圖5b所示堅實基礎。我們把這種配置稱為相位對(duì)齊2稍有不慎。一旦兩個(gè)斬波器相位對(duì)齊，我們就可以按下 斬波器2的   按鈕等地。這將打開指示燈最為顯著，并顯示當(dāng)前相位設(shè)置為0°。之后的設(shè)置都將以這個(gè)Rel點(diǎn)為參考規定。

現(xiàn)在我們可以通過(guò)斬波器2的相位設(shè)置實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制占空比環境，這可以通過(guò)前面板旋鈕、鍵盤或USB遠(yuǎn)程接口輕松實(shí)現(xiàn)高質量。這個(gè)功能可以實(shí)現(xiàn)電控優(yōu)化信號(hào)強(qiáng)度或者占空比掃描相對簡便。且無(wú)需停止電機(jī)來(lái)調(diào)整層疊的葉片相位差，也不必重新對(duì)準(zhǔn)光路解決方案。(在每次相位調(diào)整后，斬波器2需要一點(diǎn)時(shí)間來(lái)穩(wěn)定并重新獲得“Chopper Locked”狀態(tài)有力扭轉。對(duì)于較小的相位調(diào)整上高質量，所需時(shí)間非常短，通常是小于1秒)廣度和深度。

注意深入交流，當(dāng)您通過(guò)+?? 或 ???調(diào)整斬波器2的相位為0? 時(shí)，占空比將將小于最大值50%加強宣傳。占空比D = Ton /Toff 計(jì)算如下：

1可以通過(guò)調(diào)整斬波器1的相位來(lái)實(shí)現(xiàn)處理，因?yàn)閮蓚€(gè)電機(jī)都被斬波器1的內(nèi)部源時(shí)鐘控制，并且相位設(shè)定點(diǎn)Phase相對(duì)于該內(nèi)部參考在此基礎上。

2然而助力各行，“相位對(duì)齊”并不一定等同于參考輸出信號(hào)的邊緣重合。只有當(dāng)兩個(gè)電機(jī)的光電傳感器與光斑之間的角度距離*全相同時(shí)自主研發，才會(huì)是這種情況確定性。下面將對(duì)此進(jìn)行討論。

圖4:  .使用示波器對(duì)兩個(gè)SR542光學(xué)斬波器進(jìn)行同步和相位對(duì)準(zhǔn)的示意圖損耗。斬波器1做為主時(shí)鐘講故事，因此其Source Output與斬波器2的Ext Sync Input相連非常完善。兩個(gè)斬波器的Outer Slots Reference Output以及來(lái)自光電探測(cè)器的雙斬波光束信號(hào)均連接到示波器上。

其中全面革新，φ°是斬波器2的相位設(shè)定值（相對(duì)于我們上面通過(guò)相位對(duì)齊程序設(shè)置的“0”）作用。

由于兩個(gè)斬波片的占空比設(shè)計(jì)都為50%，因此使用這種方法不可能實(shí)現(xiàn)占空比大于50%的光脈沖行業分類。對(duì)于占空比為D1和D2的兩個(gè)斬波片技術特點，該方法的最大可實(shí)現(xiàn)占空比小于D1和D2，最小可實(shí)現(xiàn)占空比為D1 + D2?1（如果結(jié)果為負(fù)數據顯示，則為0）高質量。

值得提及的是，與單斬波實(shí)驗(yàn)架構(gòu)相比記得牢，雙斬波光束并沒(méi)有增加額外的相位抖動(dòng)註入了新的力量。對(duì)于占空比小于50%，一個(gè)斬波器負(fù)責(zé)控制光束導(dǎo)通（光電探測(cè)器輸出的上升沿）更多可能性，而另一個(gè)控制光束關(guān)斷（下降沿）去創新。因此，雙斬波架構(gòu)的相位抖動(dòng)近似于每個(gè)斬波器分別產(chǎn)生的相位抖動(dòng)的平均值緊迫性。

隨著占空比的減小結構，如果光束尺寸大于有效孔徑寬度，則有效光束強(qiáng)度也會(huì)減小高效。因此溝通協調，在解釋作為占空比函數(shù)獲得的數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)該小心，因占空比過(guò)畜w系。〞r(shí)常是無(wú)意中的過(guò)度調(diào)節(jié)）導(dǎo)致有效波束尺寸變化可能產(chǎn)生的影響保障性。

在圖5b的代表性波形中，您可能已經(jīng)注意到大局，當(dāng)雙斬波光束達(dá)到50%占空比時(shí)新創新即將到來，斬波器1和斬波器2的參考輸出之間的邊緣重合。因此有序推進，雙斬波光束大致是參考輸出的邏輯與門“AND”設施。然而，只有當(dāng)光束在*全相同的位置（例如11點(diǎn)鐘方向）穿過(guò)每個(gè)斬波器的葉片堅定不移，并且光中斷的位置在每個(gè)電機(jī)上相同時(shí)組合運用，才會(huì)出現(xiàn)這種情況3。因此迎難而上，光電探測(cè)器信號(hào)本身是實(shí)現(xiàn)調(diào)整雙斬波占空比唯*直接和可靠的方法競爭力。

如果光電探測(cè)器輸出的信噪比（SNR）很差，那么您可能無(wú)法直接在示波器上檢測(cè)到完好的矩形波形進一步完善，更不用說(shuō)測(cè)量其占空比了集聚。在這種情況下競爭力，執(zhí)行相位對(duì)齊過(guò)程需要使用增加鎖相放大器進(jìn)行微弱信號(hào)處理。

使用鎖相放大器的相位對(duì)齊的流程

為了建立兩個(gè)斬波器之間的相位對(duì)齊狀況，我們首先需要記錄一個(gè)單斬波50%占空比波束的基線鎖定信號(hào)機製性梗阻。需要從斬波器1的Source Output到斬波器2的Ext Sync Input的連接保持不變（如圖4所示）。

3 對(duì)于高槽數(shù)葉片全過程，電機(jī)底座上的光中斷器的橫向和垂直位移將使參考輸出信號(hào)產(chǎn)生更大的相移集成應用。

(a) 初始波形

(b) 相位對(duì)齊波形

圖 5:  模擬光束通過(guò)兩個(gè)斬波器的示波器示意圖。(a)在相位對(duì)齊之前不負眾望，斬波器1和斬波器2的信號(hào)之間存在相位差?φ1?2 高效流通，光電探測(cè)器信號(hào)占空比(Ton /Toff )很可能為小于50%。(b)在相位對(duì)齊之后精準調控，光電探測(cè)器輸出波形有50%的占空比功能。光探測(cè)器信號(hào)的相位差?φs仍然存在。

將斬波器1的Outer Slots Reference Output連接到鎖相放大器的參考輸入解決，并將鎖相放大器的Reference to External and Pos TTL連接光電探測(cè)器輸出端4預期，并根據(jù)您的信號(hào)設(shè)置靈敏度、時(shí)間常數(shù)幅度、輸入范圍結構、輸入耦合和濾波器滾降斜率。一旦斬波器1的電機(jī)已經(jīng)啟動(dòng)并指示“斬波器鎖定”貢獻，鎖相放大器也應(yīng)該指示斬波頻率下的參考鎖定規模最大。

4或者，您可以使用鎖相放大器作為主時(shí)鐘基準(zhǔn)明確了方向，將其參考輸出提供給兩個(gè)斬波器的Ext Sync Inputs 系統性。而且，提供斬波器1的Slots Reference Output給鎖相放大器是有作用的增產，因?yàn)殒i相放大器自己的鎖相環(huán)可以跟蹤實(shí)際的葉片運(yùn)動(dòng)便利性。  

此時(shí)方法，有必要將斬波器2設(shè)置為 Shutter Mode5行動力。這樣您就可以使用其  Phase 設(shè)置來(lái)調(diào)整斬波器葉片的靜態(tài)位置。在監(jiān)測(cè)鎖相放大器上的信號(hào)幅度R的同時(shí)切實把製度，調(diào)整斬波器2的相位保供，直到信號(hào)達(dá)到最大值。斬波器2已處于“beam pass.”的狀態(tài)進行部署。記錄信號(hào)的幅度（和相位θ）責任，因?yàn)檫@代表了一束占空比為50%的單次斬波。

打開斬波器2保護好。通常情況下組建，信號(hào)幅度R將減小表現，相對(duì)于參考信號(hào)的相位θ也會(huì)發(fā)生位移。調(diào)整斬波器2的相位深刻變革，直到恢復(fù)了原始信號(hào)的幅度和相位結論。此時(shí)，斬波器已經(jīng)是相位對(duì)齊的：已經(jīng)恢復(fù)50%占空比的波形質生產力。按下斬波器2上的 按鈕以“歸零”當(dāng)前相位適應性強，并啟用相對(duì)于此零點(diǎn)的相位調(diào)整。現(xiàn)在可以通過(guò)斬波器2的相位調(diào)節(jié)并使用方程(1)來(lái)計(jì)算占空比先進的解決方案。

鎖相放大器信號(hào)分析

我們有必要研究鎖相放大器信號(hào)對(duì)占空比的依賴性拓展。我們可以用以下方式描述雙斬波器光路的時(shí)域矩形波形。

x(t) = A for 0 ≤ (t mod T) < DT (2)

= 0 otherwise

其中T為信號(hào)周期宣講活動，DT  = Ton為處于“高”或“ON”狀態(tài)所需的時(shí)間不斷進步，因此D表示占空比（0≤D < 1）。見圖7確定性。

這個(gè)信號(hào)可以用以下形式的傅里葉級(jí)數(shù)來(lái)表示：

(3)

為了進(jìn)行比較更加廣闊，在一個(gè)鎖相放大器中，X和Y通道的參考振蕩器被定義為：

（4）

 （5）

圖 6:使用鎖相放大器實(shí)現(xiàn)微弱信號(hào)下兩個(gè)SR542光斬波器的同步和相位對(duì)齊講故事。

圖 7: 一個(gè)峰峰值幅度為A保持穩定、占空比為D、周期為T的矩形波形面向。

這樣支撐作用，方程式（3）的an將對(duì)應(yīng)于Y通道的輸出，而bn將對(duì)應(yīng)于X通道的輸出建設項目。

方程式(3)的計(jì)算DC term的方法如下：

                                  (6)

系數(shù)an 的計(jì)算方法如下：

(7)   
系數(shù)bn的計(jì)算方法如下：

        (8)                  

使用an和bn最為突出，我們可以計(jì)算一個(gè)已給定的諧波、占空比以及峰峰值的信號(hào)對(duì)應(yīng)的振幅和相位（鎖相放大器的R和θ輸出）

其中相結合，的因子來(lái)自于鎖相放大器的RMS計(jì)算高效化。對(duì)于 0≤D < 0.5的計(jì)算結(jié)果如圖8所示，其中自變量?2為斬波器2的相位為產業發展，用于調(diào)整占空比範圍和領域。

圖 8:R（將其歸一化為方波峰峰值振幅A，并包括因數(shù)1/√2用于計(jì)算RMS值）和θ vs. ?2（斬波器2相位）和占空比各項要求，鎖相放大器諧波n = 1更高要求。

在D=為0.5的情況下，矩形波形峰峰值振幅與鎖相放大器之間的測(cè)量簡(jiǎn)單地用

(11)

在這種情況下新技術，只有n=1,3,5,7…是非零的(即常見的方波只包含奇次諧波）

作為一個(gè)簡(jiǎn)單的經(jīng)驗(yàn)法則共同學習，當(dāng)測(cè)量50%占空比的方波的一次諧波（基次諧波）時(shí)，鎖相放大器測(cè)量的振幅R≈0.45×峰間振幅a深入。

結(jié)論

通過(guò)同步兩個(gè)SR542光學(xué)斬波器效高，可以實(shí)現(xiàn)斬波光束的占空比的精確數(shù)字控制前沿技術。與其他占空比控制方法相比，這大大簡(jiǎn)化了占空比的設(shè)置和占空比的掃描性能。特別是影響力範圍，通過(guò)使用SR542的遠(yuǎn)程USB接口和一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)收集回路，使得涉及可變占空比的自動(dòng)化設(shè)置與檢測(cè)成為可能新創新即將到來。

在斬波器2的相位可以作為占空比的調(diào)整因子之前邁出了重要的一步，兩個(gè)斬波器的相位對(duì)齊環(huán)節(jié)需要手動(dòng)操作。這個(gè)過(guò)程很簡(jiǎn)單設施。即使斬波光束作用于光電探測(cè)器產(chǎn)生的信號(hào)太弱需求，無(wú)法在示波器上直接顯示完*波形，通過(guò)鎖相放大器處理探測(cè)器的輸出組合運用，兩個(gè)斬波器的同步和相位對(duì)齊也是可以完成的更讓我明白了。

該技術(shù)可以用于SR542的任意一種斬波片，以用于優(yōu)化您的實(shí)驗(yàn)的光束尺寸和理想的斬波頻率脫穎而出。

參考文獻(xiàn)