摘要
    本研究拟从Z-扫描技术的基本原理出发，对Z-扫描技术在非线性光学介质的非线性折射率、非线性吸收系数等物理参数的测量中的应用进行一些探索。将复杂的三阶非线性光学系数测量简化，尽可能的提高测量精度和测量效率。使用技术上最为成熟的51、USB、串口和Windows系统作为基本平台，在努力提高试验组却度和效率的基础上设计出廉价的可靠的自动化测量平台。并使用Altium Designer和Multisim作为硬件的设计基础。
关键词：数据采集，信号处理，步进电机，Z-Scan

目录
第一章理论综述 1
1.1引言 1
1.2Ｚ扫描的简介 1
第二章Ｚ-扫描设计 5
2.1 Z扫描的基本方式 5
2.2电路需求 6
2.3步进电机选择与控制 9
2.4 A/D转换的原理与选择 9
2.5 通讯接口 12
2.6 基本控制与处理 13
2.7 数据基本处理 14
第三章Z-扫描装置的具体设计 16
3.1基本原理及工作方式 16
3.2 元器件的选择与连接 17
3.3 PCB绘制 17
3.4 电路的调试与不足 17
第四章回顾和展望 19
4.1 PCB绘制 17
参考文献 22
致谢 25

1.1 引言
    随着光通讯，光学信息处理及光学计算机的研究和发展，光电子和光子学越来越受到人们的重视。而他们需要研制各种光电混合和全光器件如光开关，光波导和各种光调制器件等等。这些发展之中的器件和功能块大都利用了光学非线性。从材料的角度，虽然经过多年的探索，由于研究范围很广，还没找到符合高密度，高灵敏度，高速响应以及机械加工和损伤阈值等实际要求的材料。因此寻找理想材料仍然是光电子领域一个基本的任务。具体地讲，需要有简便测量光学非线性的方法对大量材料进行筛选。这就是光学非线性测量成为非常活跃的光学分支的原因。目前，测量材料的光学非线性系数的方法主要有非线性干涉法、近简并三渡混频、自衍射、椭圆偏振法、光束畸变测量以及简并四波混频等。前四种方法采用非线性干涉原理，灵敏度高但得不出非线性系数的正负，仪器复杂；光束畸变测量较为简单，能得出非线性系数的正负，但需要详细分析光束在非线性介质中的传播过程，测量灵敏度较低；简并四渡混频技术虽然有较高的灵敏度，但需要使用两个较准确的延迟器使三束光投有时间延迟。且较难得到理论上要求的三束光强以及三束光交于样品的位置。以上非线性测量过程可以分为两个部分：非线性产生过程和非线性探测过程。产生过程由一束或多束光完成，而探测过程由另一束光承担，这是非线性测量中最普遍的多光路结构。它们的共同特点是：需要采用多路光，在实验上实现往往并不方便。实际上从理论上讲，还存在另外一种可能：产生过程和探测过程由同一束光承担，即利用单光束测量非线性，可以大大简化实验过程。