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伴随激光技术的不断发展,激光的应用已经遍及军事、科技以及国民生产的各个领域,如何对激光参数进行精确测量成为激光技术研究中的重点问题。激光具有良好的单色性、方向性和相干性,其光束空间参数(光强分布、光束宽度、发散角、光束质量、光束稳定性等)是决定激光应用效果的重要因素之一。可以说能否精确地测量激光光束(特别是脉冲激光)的空间参数,已经成为激光技术研究中的重要问题。
本文主要做了以下工作:
1、对激光束参数测量技术作了简单的概述,并介绍了目前常用的几种测量方法。
2、介绍了激光光束的输出特性,包括激光束的基本特性、基模高斯光束的基本性质及其参数,同时还介绍了几种测量光束空间参数的方法。
3、通过对套孔法中的光阑法及光点法测量激光光束半径实验中光阑半径的选取进行了理论分析,得到光阑法的最佳光阑半径与光点法的光阑大小极限,并给出实验结果。
4、对CCD获取的激光光斑的图像处理及检测分析,具体涉及了光斑图的噪声分析、光斑图像的预处理、光斑准心参数检测及半径的获取、光斑能量的二维伪彩色化及三维可视化的问题。
5、搭建了基于CCD测量激光光束空间参数的实验平台,采用Matlab程序设计了相应的应用软件,探讨了CCD法测量过程的流程及注意事项。
6、对该CCD法测量平台进行了实验测试,同时与套孔法(光阑法及光点法)进行实验对比。实验表明本论文的CCD测量平台具有操作可行性。
在本论文中,所设计的CCD法测量平台具有结构简单、操作方便等优点。它能够有效地测量激光束的空间参数,所得到数据能够达到实验要求。