激光光束質(zhì)量測量技術(shù)指利用激光的傳播規(guī)律,通過成像系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對激光強(qiáng)度信息的采集,完成激光光束質(zhì)量的測量。然而,對于波動(dòng)性大,穩(wěn)定時(shí)間長的激光器,光斑強(qiáng)度信息的重復(fù)性采集耗時(shí)長,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)量測量誤差為特點(diǎn),改善光束質(zhì)量參數(shù)的測量問題;矩法測量法以高測量效率為特點(diǎn)作為補(bǔ)充測量法。(1)分析衍射的角譜理論,研究激光光場重構(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的方法,建立相位差異激光光場重構(gòu)模型,反演重構(gòu)面的激光光場分布;(2)結(jié)合重構(gòu)面的激光光場,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、傳播步長的確定四個(gè)方面內(nèi)容。針對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)對誤差數(shù)據(jù)進(jìn)行部分...

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排
第2章 激光光束質(zhì)量的評價(jià)與測量
    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)量評價(jià)理論
        2.2.1 激光光束質(zhì)量的評價(jià)參數(shù)
        2.2.2 評價(jià)指標(biāo)小結(jié)
    2.3 傳統(tǒng)激光光束質(zhì)量測量方法
        2.3.1 掃描法
        2.3.2 感光法
        2.3.3 陣列探測器法
        2.3.4 經(jīng)典夏克-哈特曼測量法
        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)測量方法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于相位差異的激光光場計(jì)算
    3.1 經(jīng)典標(biāo)量場衍射理論
        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 評價(jià)函數(shù)
        3.3.4 重構(gòu)面光場分布
    3.4 本章小結(jié)
第4章 基于激光光場的光束質(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 傳播步長確定
        4.1.5 光束質(zhì)量參數(shù)計(jì)算
    4.2 矩法測量法的光束質(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 傳播步長條件的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    5.3 矩法測量法的光束質(zhì)量測量實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 完整光場數(shù)據(jù)的光束質(zhì)量測量實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 半光場數(shù)據(jù)的光束質(zhì)量測量實(shí)驗(yàn)
        5.3.3 1/4光場數(shù)據(jù)的光束質(zhì)量測量實(shí)驗(yàn)
    5.4 光束質(zhì)量測量算法比較實(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