光束質(zhì)量分析軟件與系統(tǒng)實現(xiàn).pdf

1、激光的應(yīng)用和激光光束本身的特征有密切關(guān)系。高階模光束的能量分布相對分散,而基橫模高斯光束則相對集中,而且規(guī)律簡單,易于應(yīng)用。因此,在實際生產(chǎn)和科研中基橫模高斯光束的應(yīng)用更為廣泛。然而,不同激光器產(chǎn)生的高斯光束的質(zhì)量參差不齊,有些參數(shù)很大程度上影響著光束的應(yīng)用,比如光斑的有效截面半徑,遠場發(fā)散角,束腰半徑等。因此,人們需要一種測量光束質(zhì)量參數(shù)的方法。傳統(tǒng)的測量方法效率低,精度差,本論文提出的利用計算機軟件和CCD測量光束質(zhì)量的方案解決了這

2、一問題。
　　 本論文首先闡述了本課題研究的背景和意義,以及本課題所依賴的理論基礎(chǔ),如高斯光束傳播理論、CCD的結(jié)構(gòu)及原理等。然后本論文提出了整個激光光束分析系統(tǒng)的組成方案。在這個方案中,系統(tǒng)主要由CCD、采集卡、計算機、軟件等組成。
　　 因為軟件是整個系統(tǒng)的核心部分,所以本論文著重介紹了軟件需求分析、軟件設(shè)計、軟件編程實現(xiàn)、和軟件測試的全部內(nèi)容。根據(jù)實際測量需求,本課題首先進行了軟件需求分析,還設(shè)計了軟件結(jié)構(gòu)框架和工

3、作流程。在設(shè)計工作完成后,本課題利用面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù),以MFC為平臺,Visual C++為工具,開發(fā)出了單文檔/多視圖光束測量應(yīng)用程序。此程序利用數(shù)字圖像處理技術(shù)對CCD攝像機采集到的激光光束截面圖像進行處理和分析,以獲得光束的質(zhì)量參數(shù)。本論文討論了分析過程中所用到的圖像封裝、噪聲處理和偽彩色處理等技術(shù)。本論文還討論了程序中光束的基本參數(shù)、橢圓分析、平頂分析、光束質(zhì)量參數(shù)等算法的實現(xiàn)方法,以及光束圖像的三維顯示實現(xiàn)。受噪聲等因素影響,