CCD测量激光光斑方法研究

给出了用CCD进行激光光斑成像试验的结果 ,分析了激光光斑的测量精度和测量中存在的问题 。

激光光斑重心测试精度理论分析

为了分析激光光斑监测系统在测试激光光斑重心时的测试精度 ,着重从大气传输 ,光学系统的像差 ,近红外CCD光敏面元的大小以及测量的相对位置等几个方面进行了探讨 ,并给出分析数据 。

一种改进的激光光斑中心定位算法

激光光束中心位置的测量精度直接决定了激光武器的作战效能,但激光武器都是远距离作战,常见的激光光斑中心位置测量算法对远距离激光光斑中心的检测都存在一定的不足;在对传统激光光斑中心位置计算方法研究的基础上,找到一种能有效提高激光光斑中心检测抗干扰性能和定位精度的算法,通过试验,得到了坐标值与中心点误差在0.13个像素之内,验证了该算法的有效性,并将该算法成功运用于实际的激光光斑测量设备中。

基于双CCD探测的外场高精度激光光斑测试技术

激光光斑成像质量是激光制导武器的重要指标之一,为了考核该指标的符合性,分析了通用激光光斑测试技术的优缺点,针对影响外场激光光斑测试精度的几个因素,提出解决外场测试过程中的有效途径。针对应用中的测试需求,采用非接触式的间接测量方法,设计了基于双CCD探测的外场高精度激光光斑测试系统,该系统具备记录保存光斑并进行图像处理、实时监控、解算激光编码及误差值、镜前空间能量密度变化和激光脉冲漏散率等功能,具有测试动态范围大、分辨率较高、抗外界干扰性强、使用方便等特点,能够实现外场高精度的激光光斑测试与分析评估。通过外场的测试应用与分析,该测试系统解决了外场激光光斑测试中的问题,在外场靶试过程中发挥出了重要的作用。

基于圆定位算法的远场激光光斑中心测量

激光光束中心位置的测量精度直接决定了激光武器的作战效能,由于激光武器都是远距离作战,传统激光光斑中心位置测量算法对远距离激光光斑中心的检测都存在一定的不足;在对传统激光光斑中心位置计算方法实际应用局限性进行研究的基础上,提出了圆定位算法确定激光光斑中心位置的方法,通过试验验证了该算法的有效性,并将该算法成功运用于实际的远场激光光斑测量设备中。

糖尿病视网膜病变激光面积与疗效的分析

目的通过自行设计的计算机软件量化激光斑面积,计算糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)患者全视网膜光凝(panretinal photocoagulation,PRP)后激光斑所占眼底图总面积百分比,探讨激光斑面积与视力及黄斑厚度、黄斑容积之间的关系。方法选择重度非增生性DR患者30例60眼行PRP治疗。将不伴有黄斑水肿的患者分为A、B两组,每组24眼;将伴有黄斑水肿的患者分为C、D两组,每组6眼。其中A、B两组行PRP,C、D两组先行黄斑格栅样光凝,1周后再行PRP;A组、C组PRP间隔1个激光斑;B组、D组PRP间隔2个激光斑。记录PRP前、PRP后3个月各组视力及黄斑厚度、黄斑容积,并测量4组眼底激光斑面积占眼底图总面积的百分比,比较激光斑面积比值与激光治疗效果的关系。结果 PRP间隔1个激光斑时,激光斑面积(像素)为20000～50000(34398.27±8808.51),激光斑面积与眼底图总面积的百分比为(32.64±4.43)%(25%～40%)。PRP间隔2个激光斑时,激光斑面积为10000～20000(15442.33±2737.77),激光斑面积与眼底图总面积的百分比为(18.35±3.43)%(10%～25%)。A组与B组比较,PRP后视力、黄斑厚度及黄斑容积差异均无统计学意义(均为P>0.05);C组与D组比较,PRP后视力恢复更好,黄斑厚度及黄斑容积均有显著降低(均为P<0.05)。结论有效的激光斑面积是PRP治疗成功的关键,对于伴有黄斑水肿的重度非增生性DR患者,激光斑所占视网膜总面积为25%～40%时,术后视力及黄斑厚度、黄斑容积恢复较好。

激光辐照下光学薄膜元件温升的有限元分析

实验测量了波长1064nm,10kHz高重复频率激光辐照下镀制Ta2O5/SiO2多层膜的K9、石英玻璃、白宝石高反膜元件温升变化。有限元分析的结果与实验结果相一致。用ANSYS程序计算了不同基板、空气对流系数及基板尺寸对激光辐照中心点温度的影响。结果表明:白宝石基片的薄膜元件激光辐照点的温度最低,其次是石英,K9玻璃基片的薄膜元件激光辐照点温度最高。空气对流系数在大光斑或长时间辐照时对激光辐照点温度影响较大,在小光斑或短时间辐照时对激光辐照点温度影响甚微,可忽略不计。基板越厚,基板直径越大,激光辐照中心点温度越低,基板直径比厚度更能影响激光辐照中心点温度变化。

激光瞄准大轴半径测量方法的研究与应用

提高大型轴类工件轴径在线测量精度,其主要困难在于用非接触法时如何精确地确定测量点的位置。采用特殊的机械装置,使激光光斑落在被测工件表面上。通过CCD摄像及图像分析,可获得优于0.01mm的定位瞄准精度。实验表明,对于3000mm以下的轴径,这种方法的测量误差不超过0.015mm。

曲面光斑面积变化模型及其对熔覆质量的影响

目的建立一种计算曲面工件激光光斑面积变化的数学模型,研究光斑面积在多大范围内变化对熔覆质量的影响最小。方法采用高斯曲率的倒数作为曲率球的半径,利用曲率球代替NURBS曲面微小单元,通过圆柱体与球体相贯的数学分析方法求取截交面积,进而推导出NURBS曲面光斑面积的数学模型,采用CATIA软件作对比,进行验证。结果该数学模型得出的结果与CATIA计算的结果相对误差不超过0.2%,满足工程应用。对模型中影响光斑面积大小的三个因素(离焦量、光束姿态、曲率)进行分析表明,影响光斑面积大小的最主要因素是光束姿态。在此基础上,以Q235为母材,KF310粉末为熔覆材料,调整光束姿态分别以0?、10?、20?、30?、40?为入射角进行激光熔覆,测试和分析得出,在0?、10?、20?时,单道熔覆层宽度随空间夹角及光斑面积的增大而增大,熔覆高度随光斑面积增大而减小,熔覆层与基体之间存在亮白色界面,这是凝固初期界面处生长出的平面晶,说明形成了冶金结合。而30?、40?时的单道熔覆层宽度变化不明显,在熔覆道边缘出现粘粉现象,冶合质量不高。结论光斑面积变化在增加8%的范围内可以保证激光熔覆沉积层的质量,通过该算法的应用可以满足激光再制造快速响应的要求。

非均匀光斑导致相变镜镜面偏转的研究

针对高功率激光器中非均匀光斑热致变形导致光轴偏转的问题,提出用相变致冷镜作为腔镜来减小镜面变形峰谷值和角向偏转,在2kW连续二氧化碳激光器上进行了热变形和光束漂移实验。实验表明,与普通实心硅镜相比,相变致冷镜镜面温度分布更均匀,可有效地减小镜面偏转角和光斑中心漂移,提高远场光束质量。

光斑尺寸对光学薄膜元件温升的影响

实验测量了波长1 064 nm,10 kHz高重复频率激光辐照下在白宝石、石英玻璃、K9基片上制备的Ta2O5/SiO2高反膜的温度变化,有限元分析的结果与实验结果相一致。用ANSYS程序计算了不同光斑直径、相同功率激光和相同功率密度激光辐照下薄膜元件温升的变化。结果表明:相同功率激光辐照光学薄膜元件时,光斑大小只影响激光辐照点的温升,对基板温升没有影响。基板温升只与激光功率有关,激光功率越大,基板温升越大。相同功率密度激光辐照光学薄膜元件时,光斑越大,激光辐照点温度及基板温度均越高。从激光损伤的热效应考虑,小光斑激光辐照时,光学薄膜的激光损伤阈值较高。

旋转式激光光斑测试仪

采用阵列传感器测量光斑方法在实际使用中非常有效 ,但固定阵列在设计中存在一些困难 ,通过旋转系统的设计 ,成功研制出大单元数的阵列光斑测量仪。旋转系统本身的特性要求机械和电路设计采用特殊的结构以解决系统的稳定性。给出了系统研制的设计思想 。

激光监测系统测量精度的检测方法

激光监测系统用于测量靶标上激光光斑重心位置,为了检测其测量精度,分析了该系统的测量原理,提出了采用激光标准模拟靶的检测方法。根据激光标准模拟靶漫反射率的测量方法及结果,应用数理统计方法和误差理论,建立了激光标准模拟靶的测量误差模型,估算了激光标准模拟靶的检测量精度,现激光标准模拟靶已成功用于激光监测系统的验收。试验结果表明,激光标准模拟靶检测精度高,是一种经济实用、操作性好的新方法。

探测器阵列法测量激光光斑参数关键技术分析

根据仅由衍射效应决定的远场激光光斑的分布函数,并以10.6μm CO_2激光测量为例,分析了探测器点阵法测量远场激光大光斑的技术要求,包括能量密度、阵列尺寸、探测器间隔、响应频率几方面的要求。并分析了激光探测器器件的类型,给出探测器阵列单元探测器以及系统测量精度的标校方法。

1.06μm激光光斑中心的计算机分析

介绍了激光指示器的光轴调校原理,建立了调校装置,对脉冲激光能量分布进行了分析,对激光光斑 中心进行了计算.

光电法测试激光束散角研究

介绍了一种宽光谱高能脉冲激光束散角的测试方法。脉冲激光经过成像光学系统聚焦,在CCD像面上形成光斑图像,利用MATLAB图像处理软件对该光斑图像行分析处理,得到光斑直径值,从而计算求出激光束散角的值。给出了实验装置和工作原理以及在计算机中进行数据处理的方法。实验结果表明,采用该方法可以较为精确测量出微小角度高能脉冲激光束散角的值。

舰载激光武器毁伤评估仿真模型

区别于传统舰炮,激光武器通过发射激光束对目标表面定点照射若干秒造成目标毁伤,是一个能量累积的过程。针对舰载激光武器打击空中目标,分析激光束指向过程,包括激光束指向高低角、方位角以及照射毁伤时间的确定。考虑观炮间隔和升沉运动影响,采用坐标转换和摇摆坐标变换的方法,在稳定舰艇坐标系下建立激光束指向模型;在指向模型基础上,计算照射目标点能量、毁伤阈值能量、毁伤时间和平均光斑面积并建立毁伤评估仿真模型。利用毁伤评估模型仿真结果,对指向过程中的各误差精度进行分析。

激光化学气相沉积石墨烯聚焦光斑测量研究

激光化学气相沉积(Laser Chemical Vapor Deposition,LCVD)石墨烯制备受聚焦光斑影响很大。实时检测光斑,可实现石墨烯LCVD法可控制备。设计聚焦光斑测量光学系统,提出一种基于圆拟合的改进算法检测光斑中心和半径,计算、标定光斑面积。该方法在圆拟合基础上加入了二值化、形态学处理及连通性判别等预处理方法。实验表明,该方法测得圆心位置与真值误差平均为5.58 pixel,光斑面积与真值误差平均为1.93×10^(-9)m^2,优于传统的重心法和霍夫检测法,具有较快的计算速度和检测精度,可实现LCVD法制备石墨烯实验中聚焦光斑的非接触式测量,且对其他激光加工工艺的质量控制有借鉴意义。

超小型铌合金泵浦激光器光斑问题研究

对一种超小型铌合金泵浦激光器试制过程中出现的光斑问题进行分析和改进.采用试验方法,对出现的因光学元件产生反射杂光,光学元件表面破损或污染等出现多种杂光现象进行归纳分析,提出消除滤光片上、下表面反射杂光等相应的设计改进和工艺改进方法,并通过实验验证,有效消除其中大部分杂光,提高输出的激光束质量,提高成品率.

激光表面硬化处理工艺参数的确定

论述了激光表面硬化处理中影响硬化质量的决定因素 ,并从理论和实践角度说明激光输出功率 P、扫描速度 V和光斑直径