隨著激光技術(shù)在軍事、農(nóng)業(yè)、材料加工等領(lǐng)域內(nèi)的廣泛應(yīng)用,不同領(lǐng)域?qū)す獾奶匦砸笠膊幌嗤?如何評價(jià)激光的質(zhì)量也顯得尤為重要。相比其它光束質(zhì)量評價(jià)參數(shù),BQ因子考慮到大氣湍流對激光光束的影響,因此對追求實(shí)際光束遠(yuǎn)場能量集中度或檢測光束強(qiáng)度均勻的應(yīng)用場合來講,BQ因子顯得十分重要。本文主要對光束束寬測量方案的設(shè)計(jì)、BQ因子測量方案的設(shè)計(jì)和光斑圖像處理與特性分析這三個方面進(jìn)行研究,以下分別介紹:1)分析激光光束質(zhì)量評價(jià)參數(shù),并且指出它們的適用性與不足�；诟咚辜す馓匦酝茖�(dǎo)激光光束質(zhì)量評價(jià)參數(shù)的計(jì)算公式,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)基于CCD相機(jī)的激光光束束寬測量方案。2)分析傳統(tǒng)BQ因子測量方案發(fā)現(xiàn)若激光光束經(jīng)過遠(yuǎn)距離傳輸后,光束橫截面的光斑尺寸可能大于功率探測器的有效面積,因此導(dǎo)致BQ因子計(jì)算不準(zhǔn)確。針對這一問題,本文使用了基于圖像灰度分布的BQ因子測量方案。3)自然環(huán)境中的各種電磁波和CCD相機(jī)本身都會使拍攝到的光斑圖像存在噪聲。因此對光斑圖像進(jìn)行特性分析之前,需要將光斑圖像經(jīng)過去噪處理。分析傳統(tǒng)空域和頻域?yàn)V波算法可知,它們不能兼顧平滑噪聲和保留圖像的細(xì)節(jié)信息,因此本文選用基于PDE的全變分去噪算法。但... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

光束的束腰和遠(yuǎn)場發(fā)散角如圖2.1所示，0w表示光束束腰半徑，0D表示光束束腰直徑，0表示遠(yuǎn)場

第2章激光光束質(zhì)量評價(jià)理論8w(f)f（2-17）4)瑞利長度瑞利長度RZ表示從光束束腰位置到光束束腰半徑的2倍所對應(yīng)位置的距離。在瑞利長度范圍內(nèi)激光的遠(yuǎn)場發(fā)散角近似為零且光束近似水平傳輸。如圖2.2所示。高斯光束的瑞利長度為：20RwZ（2-18）瑞利距離的物理意義是：當(dāng)||RzZ時，0w(z)2w（0w是實(shí)際光束束腰半徑），b表示瑞利長度。圖2.2光束的瑞利長度5)光斑模式分析激光器的輸出時發(fā)現(xiàn)，激光光束是由許多獨(dú)立的頻率分量所組成。這些獨(dú)立頻率分量便稱為模式，確切地說，光斑模式是只能存在于腔內(nèi)的、穩(wěn)定的光波的基本形式。一般情況下，模式分為橫模和縱模兩類。橫模的多樣性是由光場的空間分布和傳輸特性決定，縱模的多樣性是由頻譜決定[26]。當(dāng)激發(fā)條件和工作物質(zhì)不變的情況下，僅由諧振腔的特性決定激光振蕩的實(shí)際模數(shù)�；鶛M模和高階橫模損耗率的差異決定了諧振腔對橫模數(shù)的限制。通常使用mnqTEM來描述激光諧振腔內(nèi)電磁場的情況，其中，TEM代表橫向電磁場，下標(biāo)m、n表示橫模階數(shù)，q表示縱模階數(shù)。圖2.3是激光光斑模式的示意圖。圖2.3激光光斑模式圖

第2章激光光束質(zhì)量評價(jià)理論8w(f)f（2-17）4)瑞利長度瑞利長度RZ表示從光束束腰位置到光束束腰半徑的2倍所對應(yīng)位置的距離。在瑞利長度范圍內(nèi)激光的遠(yuǎn)場發(fā)散角近似為零且光束近似水平傳輸。如圖2.2所示。高斯光束的瑞利長度為：20RwZ（2-18）瑞利距離的物理意義是：當(dāng)||RzZ時，0w(z)2w（0w是實(shí)際光束束腰半徑），b表示瑞利長度。圖2.2光束的瑞利長度5)光斑模式分析激光器的輸出時發(fā)現(xiàn)，激光光束是由許多獨(dú)立的頻率分量所組成。這些獨(dú)立頻率分量便稱為模式，確切地說，光斑模式是只能存在于腔內(nèi)的、穩(wěn)定的光波的基本形式。一般情況下，模式分為橫模和縱模兩類。橫模的多樣性是由光場的空間分布和傳輸特性決定，縱模的多樣性是由頻譜決定[26]。當(dāng)激發(fā)條件和工作物質(zhì)不變的情況下，僅由諧振腔的特性決定激光振蕩的實(shí)際模數(shù)。基橫模和高階橫模損耗率的差異決定了諧振腔對橫模數(shù)的限制。通常使用mnqTEM來描述激光諧振腔內(nèi)電磁場的情況，其中，TEM代表橫向電磁場，下標(biāo)m、n表示橫模階數(shù)，q表示縱模階數(shù)。圖2.3是激光光斑模式的示意圖。圖2.3激光光斑模式圖

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3094041