一种基于复振幅实时获取的光束质量测量方法技术

本发明专利技术提供了一种基于复振幅实时获取的光束质量测量方法，包括：采集光强图像；对采集得到的光强图像进行边缘采样建立噪声图像并与采集的光强图像做差后进行两次中心对准，得到光斑中心位于图像几何中心的光强图像；将光强图像代入光强传输方程公式求解相位，利用复振幅与光强、相位的关系获得复振幅；利用衍射传输公式获得传输光轴上除原始复振幅位置外的位置的复振幅和对应虚拟光强图像，再求取这些虚拟光强图像的光束束宽；用二次曲线公式拟合传输位置与光束束宽的关系，拟合得到二次曲线系数，根据二次系数与光束质量参数关系求取光束质量参数。

【技术实现步骤摘要】
一种基于复振幅实时获取的光束质量测量方法
本专利技术涉及一种光束质量测量技术，特别是一种基于复振幅实时获取的光束质量测量方法。
技术介绍
随着激光技术及其相关领域的不断的发展，各个行业对高功率激光的需求也不断的增强。高功率激光在其应用领域最重要的光束特性是其聚焦特性，聚焦光斑越小，能量密度越高，越有利于生产和加工。而光束质量又是影响激光聚焦的最重要的参数指标之一。所以光束质量的优劣也会直接影响高功率激光的作业水平。在实际工作中高功率激光的光束质量也会随功率的变化、环境温度增减等因素产生变化，所以实时对光束质量进行监控对于激光作业的工作安全也显得至关重要。提出一种复振幅实时测量的方法获取光束质量参数的方法，其优点是可以实时获取光束质量数据，系统较小，抗干扰性强。造价低廉，避免了传统实时测量方法(例如波前传感器)的昂贵。结构简单不易损坏。复振幅实时恢复(或测量)是测量光束质量因子广泛采用的方法，常用的获取复振幅的方法有直接法与间接法，直接法一般通过微透镜阵列或利用四波剪切技术获取梯度量或剪切量进而计算得到复振幅。H-S波前传感器是传统的探测复振幅的仪器也可以用来实时测量光束质量，用一个微本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于复振幅实时获取的光束质量测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采集光强图像A1、A2；步骤2，对采集得到的光强图像A1、A2进行边缘采样建立噪声图像B1、B2并与采集的光强图像A1、A2做差后进行两次中心对准，得到光斑中心位于图像几何中心的光强图像C1、C2；步骤3，将光强图像C1、C2代入光强传输方程公式求解相位，利用复振幅与光强、相位的关系获得复振幅；步骤4，利用衍射传输公式获得传输光轴上除原始复振幅位置外的位置的复振幅和对应虚拟光强图像，再求取这些虚拟光强图像的光束束宽。步骤5，用二次曲线公式拟合传输位置与光束束宽的关系，拟合得到二次曲线系数，根据二次系数与光束质量参数关系...

【技术特征摘要】
1.一种基于复振幅实时获取的光束质量测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，采集光强图像A1、A2；步骤2，对采集得到的光强图像A1、A2进行边缘采样建立噪声图像B1、B2并与采集的光强图像A1、A2做差后进行两次中心对准，得到光斑中心位于图像几何中心的光强图像C1、C2；步骤3，将光强图像C1、C2代入光强传输方程公式求解相位，利用复振幅与光强、相位的关系获得复振幅；步骤4，利用衍射传输公式获得传输光轴上除原始复振幅位置外的位置的复振幅和对应虚拟光强图像，再求取这些虚拟光强图像的光束束宽。步骤5，用二次曲线公式拟合传输位置与光束束宽的关系，拟合得到二次曲线系数，根据二次系数与光束质量参数关系求取光束质量参数。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中边缘采样去噪声公式为其中，B为噪声图像，A为光强图像，m、n表示光强图像矩阵的行列数，Ai表示光强图像的第i行，onemn是m×n元素为1的矩阵。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2中所述的中心对准方法过程在于：对采集到的两幅光强图像B1与B2各自求取一阶矩和二阶矩得到一阶矩X1、X2、Y1、Y2和二阶矩σ1X、σ1Y、σ2X、σ2Y；比较二阶矩大小找到最大的值，剪裁图像B1大小为(X1-σf，X1+σf，Y1-σf，Y1+σf)的B1t，剪裁图像B2大小为(X2-σf，X2+σf，Y2-σf，Y2+σf)的B2t，其中σf为二阶矩的最大值；用最小二乘法对图像B1t和B2t的光斑椭圆求解圆心分别得到(Xc1，Yc1)、(Xc2、Yc2)、长轴(long1，long2)，...

【专利技术属性】
技术研发人员：马骏，巴图，潘少华，陈帆，朱日宏，李建欣，王子坤，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32