研究目的
设计一种用于安全系统的光学幕帘，重点关注安全的激光辐射、光通信、移动性、可重构性以及通过FPGA实现的数字控制，涵盖光生成、检测、信号调理和散热等方面。
研究成果
已开发的光幕系统采用1550纳米安全激光辐射，运行可靠，具备FPGA数字控制、有效温度稳定及抗特定干扰（如LED和荧光灯）能力，但对卤素灯干扰敏感。未来工作可优化高频性能并增强更广范围的抗干扰能力。
研究不足
该系统可能受到卤素灯等宽带光源的影响，即使使用滤光片亦然。由于珀尔帖效应的热惯性，温度稳定系统的响应较慢。较高频率的激光束可能会对接收器造成干扰。
1：实验设计与方法选择：
设计包含激光发射器与接收器的光学帘幕，采用FPGA进行数字控制。方法包括用于激光二极管控制的模数电路、利用珀尔帖?？槭迪治露任榷?，以及采用跨阻放大器进行信号转换。
2：样本选择与数据来源：
论文中未明确说明。
3：实验设备与材料清单：
包括激光二极管、光电二极管（如InGaAs）、FPGA芯片（如Max 10、Cyclone IV）、数字电位器、珀尔帖?？椤⑷让舻缱?、放大器（如跨阻放大器）及其他电子元件。
4：Cyclone IV）、数字电位器、珀尔帖?？椤⑷让舻缱?、放大器（如跨阻放大器）及其他电子元件。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：步骤包括通过FPGA控制的可变电流源设置激光二极管、使用光电二极管监测光通量、利用珀尔帖?？楹腿让舻缱枋迪治露任榷?，以及在干扰光条件（如荧光灯和卤素灯）下测试系统。
5：数据分析方法：
分析包括测量信号稳定性与干扰效应，采用基于FPGA的VHDL控制算法。
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Laser Diode Driver
iC-WJZ
iC Haus GmbH
Reference for typical analog laser diode drivers, but not used; replaced by a custom analog-digital circuit.
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Digital Potentiometer
MCP413X/415X/423X/425X
Microchip Technology Inc.
Used for regulating laser diode flux digitally via SPI bus.
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Thermal Sensor
TC74
Microchip Technology Inc.
Measures temperature for the laser diode temperature stabilization system.
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FPGA chip
Max 10
Intel
Digital control of the optical curtain components, including laser diode current regulation and temperature stabilization.
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FPGA chip
Cyclone IV
Intel
Digital control of the optical curtain components, used in testing the control algorithm.
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LED Driver
DW8505
DongWoon ANATECH Co., Ltd.
Used as a basis for the digital controlled current source construction.
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Photodiode
InGaAs
Not specified
Used in the laser beam receiver for detecting optical radiation, requires temperature stabilization.
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Transimpedance Amplifier
Not specified
Texas Instruments Inc.
Converts photodiode current to voltage in the receiver circuit.
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Programmable Gain Amplifier
PGA281
Texas Instruments Inc.
Used for automatic gain control in the receiver.
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Operational Amplifier
OPA128
Texas Instruments Inc./Burr-Brown Corp.
Electrometer-grade amplifier, possibly used in signal conditioning.
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