基于数学形态学的小孔光斑中心测量方法

针对小孔光斑中心测量问题,在分析用于中心坐标点标定的光斑图像特征基础上,采用以往阈值分割方法、边缘测量方法对小孔光斑中心测量受到外界噪声影响较大,导致测量误差也相对较大,为了解决该问题,提出了基于数学形态学的小孔光斑中心测量方法。依据数学形态学测量原理,获取4个不同方向的中心元素,综合各个方向和尺度元素得到梯度幅值,以此提取小孔光斑特征。在此基础上使用滤波器改善与噪声有关的边缘检测属性,使边缘增强与图像降噪得到一种平衡,并采用数学形态学方法检测中心边缘。使用中值滤波消除剩余噪声,利用灰度数学形态学处理小孔光斑,获取粗略光斑中心位置,采用边界生长方式,确定灰度边界像素点的不同孤立点,最终通过最小二乘原理推导出小孔光斑中心位置。实验结果表明,该方法抗噪性强,测量误差相对较小,对含有噪声的光斑中心测量清晰且细节丰富。

基于数学模型的低衍射光束结构参数优化方法

为提升入射光的尺寸条件及光栅周期,实现低衍射光束的区间定量选择,提出基于数学模型的低衍射光束结构参数优化方法。在特定数学模型的支持下,确定光束的近轴度数值,通过表述矢量光束级数的方式,计算位移角的动量数值,完成光束结构的矢量特性表征。在此基础上,分别确定低衍射光束束腰半径的下限与上限数值,再对比结构参数优化波的相位差值,实现基于数学模型的低衍射光束结构参数优化方法的设计。实验对比结果表明,与定频式和动频式调整方法相比,低衍射光束结构参数优化方法将入射光尺寸控制在10.00μm^15.00μm之间,且充分扩张了原始光栅周期,从根本上实现了低衍射光束区间的定量选择。