激光光束質(zhì)量測(cè)量技術(shù)指利用激光的傳播規(guī)律,通過成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)激光強(qiáng)度信息的采集,完成激光光束質(zhì)量的測(cè)量。然而,對(duì)于波動(dòng)性大,穩(wěn)定時(shí)間長(zhǎng)的激光器,光斑強(qiáng)度信息的重復(fù)性采集耗時(shí)長(zhǎng),且采集的光斑強(qiáng)度圖像不具備一致性,最終所得光束質(zhì)量未完整表征激光特性。為解決以上問題,本文提出一種基于相位差異的激光光束質(zhì)量測(cè)量法:多重傳播法以最少成像次數(shù),最短光斑信息采集時(shí)間,最小光束質(zhì)量測(cè)量誤差為特點(diǎn),改善光束質(zhì)量參數(shù)的測(cè)量問題;矩法測(cè)量法以高測(cè)量效率為特點(diǎn)作為補(bǔ)充測(cè)量法。(1)分析衍射的角譜理論,研究激光光場(chǎng)重構(gòu)方法,結(jié)合焦面、離焦面的光斑強(qiáng)度圖像給出反演激光光場(chǎng)的方法,建立相位差異激光光場(chǎng)重構(gòu)模型,反演重構(gòu)面的激光光場(chǎng)分布;(2)結(jié)合重構(gòu)面的激光光場(chǎng),研究光束束寬的計(jì)算、采樣間隔的選取、激光傳播廓型曲線的擬合、傳播步長(zhǎng)的確定四個(gè)方面內(nèi)容。針對(duì)OTSU閾值法不能優(yōu)化處理計(jì)算光束束寬時(shí)激光光斑圖像中邊緣數(shù)據(jù)的局限性,提出改進(jìn)的OTSU閾值法以適用于光束束寬的計(jì)算;分析重構(gòu)面光場(chǎng)傳播中頻率混疊現(xiàn)象,給出采樣間隔的選取范圍;研究激光傳播廓形擬合中出現(xiàn)較大誤差的光斑大小數(shù)據(jù),給出穩(wěn)健的擬合法實(shí)現(xiàn)對(duì)誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行部分...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究目的及意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容和章節(jié)安排
第2章 激光光束質(zhì)量的評(píng)價(jià)與測(cè)量
    2.1 激光光束的基本特性
        2.1.1 激光光束的描述
        2.1.2 激光參數(shù)的描述
    2.2 激光光束質(zhì)量評(píng)價(jià)理論
        2.2.1 激光光束質(zhì)量的評(píng)價(jià)參數(shù)
        2.2.2 評(píng)價(jià)指標(biāo)小結(jié)
    2.3 傳統(tǒng)激光光束質(zhì)量測(cè)量方法
        2.3.1 掃描法
        2.3.2 感光法
        2.3.3 陣列探測(cè)器法
        2.3.4 經(jīng)典夏克-哈特曼測(cè)量法
        2.3.5 傳統(tǒng)激光光束質(zhì)量參數(shù)方法總結(jié)
    2.4 相位差異的光束質(zhì)量參數(shù)測(cè)量方法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于相位差異的激光光場(chǎng)計(jì)算
    3.1 經(jīng)典標(biāo)量場(chǎng)衍射理論
        3.1.1 光波的數(shù)學(xué)描述
        3.1.2 基爾霍夫衍射理論
        3.1.3 菲涅爾衍射
        3.1.4 夫瑯禾費(fèi)衍射
    3.2 衍射的角譜理論
        3.2.1 角譜的傳播
        3.2.2 孔徑對(duì)角譜的影響
        3.2.3 角譜理論下的菲涅爾衍射
    3.3 相位差異的激光光場(chǎng)重構(gòu)模型
        3.3.1 成像系統(tǒng)模型
        3.3.2 相位差異波前重構(gòu)原理
        3.3.3 評(píng)價(jià)函數(shù)
        3.3.4 重構(gòu)面光場(chǎng)分布
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于激光光場(chǎng)的光束質(zhì)量參數(shù)計(jì)算
    4.1 多重傳播法的光束質(zhì)量計(jì)算
        4.1.1 光束束寬計(jì)算
        4.1.2 采樣間隔確定
        4.1.3 激光傳播廓形曲線擬合
        4.1.4 傳播步長(zhǎng)確定
        4.1.5 光束質(zhì)量參數(shù)計(jì)算
    4.2 矩法測(cè)量法的光束質(zhì)量計(jì)算
        4.2.1 魏格納分布
        4.2.2 矩法測(cè)量法
    4.3 透鏡變換公式
    4.4 本章小結(jié)
第5章 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)建立及實(shí)驗(yàn)方法
        5.1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)搭建
        5.1.2 實(shí)驗(yàn)步驟
    5.2 多重傳播法的光束質(zhì)量測(cè)量實(shí)驗(yàn)
        5.2.1 光束束寬算法的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
        5.2.2 采樣間隔條件的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
        5.2.3 激光傳播廓形曲線擬合算法的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
        5.2.4 傳播步長(zhǎng)條件的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    5.3 矩法測(cè)量法的光束質(zhì)量測(cè)量實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 完整光場(chǎng)數(shù)據(jù)的光束質(zhì)量測(cè)量實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 半光場(chǎng)數(shù)據(jù)的光束質(zhì)量測(cè)量實(shí)驗(yàn)
        5.3.3 1/4光場(chǎng)數(shù)據(jù)的光束質(zhì)量測(cè)量實(shí)驗(yàn)
    5.4 光束質(zhì)量測(cè)量算法比較實(shí)驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間研究成果
致謝



本文編號(hào)：3749681