光束質量分析軟件與系統(tǒng)實現.pdf

1、激光的應用和激光光束本身的特征有密切關系。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,易于應用。因此,在實際生產和科研中基橫模高斯光束的應用更為廣泛。然而,不同激光器產生的高斯光束的質量參差不齊,有些參數很大程度上影響著光束的應用,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量參數的方法。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,如高斯光束傳播理論、CCD的結構及原理等。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、軟件設計、軟件編程實現、和軟件測試的全部內容。根據實際測量需求,本課題首先進行了軟件需求分析,還設計了軟件結構框架和工

3、作流程。在設計工作完成后,本課題利用面向對象編程技術,以MFC為平臺,Visual C++為工具,開發(fā)出了單文檔/多視圖光束測量應用程序。此程序利用數字圖像處理技術對CCD攝像機采集到的激光光束截面圖像進行處理和分析,以獲得光束的質量參數。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。本論文還討論了程序中光束的基本參數、橢圓分析、平頂分析、光束質量參數等算法的實現方法,以及光束圖像的三維顯示實現。受噪聲等因素影響,