第三階段匯報(bào)-光束測(cè)量

光束測(cè)量專業(yè)：精密儀器及機(jī)械姓名：夏學(xué)勤學(xué)號(hào)：12721325主要內(nèi)容光束輪廓測(cè)量的方法光束的定量測(cè)量測(cè)量系統(tǒng)概述后期學(xué)習(xí)計(jì)劃光束輪廓測(cè)量的方法 1）通過(guò)人眼或照片測(cè)量反射激光束 2）燒紙、即顯膠片（硅晶體/底片）3）木制的壓舌板和金屬板燒點(diǎn) 4）熒光板 5）丙烯酸模式燃燒

傳統(tǒng)、原始、非定量、不可靠電子測(cè)量方法非電子方法電子測(cè)量方法光束采樣裝置：機(jī)械掃描儀器中等密度過(guò)濾器：相機(jī)（衰減）光束輪廓儀：機(jī)械掃描設(shè)備CCD等相機(jī)光束輪廓輸出設(shè)備：PC等電子式激光光束分析的光學(xué)設(shè)備機(jī)械掃描儀器

——掃描刀口或狹縫光束輪廓儀掃描型光束輪廓儀：刀口法：0.1um的分辨率狹縫法小孔法能量分布束寬基于相機(jī)的測(cè)量系統(tǒng)計(jì)算機(jī)——現(xiàn)代計(jì)算機(jī)（奔騰處理器）、即時(shí)顯示圖像采集卡——數(shù)字轉(zhuǎn)換器光束分析軟件——信號(hào)處理、光束顯示（2D、3D）光束計(jì)算（光束輪廓的定量測(cè)量）相機(jī)——CCD激光束衰減——避免CCD飽和光斑尺寸（光束太小、太大）CCD探測(cè)法:使用CCD相機(jī)進(jìn)行光束的光斑采集，經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡轉(zhuǎn)換后，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行曲線擬合和數(shù)據(jù)處理，實(shí)現(xiàn)自檢。光斑尺寸光束太小：（相機(jī)像素）1）使用機(jī)械掃描設(shè)備；沒(méi)有即時(shí)完整的光束分析2）使用顯微物鏡放大，并把相機(jī)聚焦到發(fā)射器表面，把激光輸出光闌成像到CCD陣列上；激光發(fā)射器（激光二極管）3）先聚焦光束，然后用另外一個(gè)透鏡準(zhǔn)直光束，用長(zhǎng)焦距透鏡再聚焦，增大光斑（光束擴(kuò)展器）；間接測(cè)量

4）小的聚焦光斑從以反射表面或投射表面散射，并用相 機(jī)鏡頭成像。光束太大：（傳感器接收面積）1）反向使用光束擴(kuò)展器；2）使用大面積傳感器；3）反射來(lái)自散射表面的光束，用透鏡成像。光束的定量測(cè)量激光波長(zhǎng)、時(shí)序脈沖寬度、總功率或能量光束輪廓測(cè)量：相對(duì)光束功率或能量（衰減、波長(zhǎng)吸收不同）峰值功率或能量——熱點(diǎn)（損傷閾值）峰值像素位置——跟蹤熱點(diǎn)穩(wěn)定性、峰值輻照度光束形心位置——光斑穩(wěn)定性光束寬度光束橢圓率、高斯擬合、頂帽測(cè)量、散度測(cè)量、統(tǒng)計(jì)測(cè)量等M2測(cè)量光束寬度光束寬度的定義---%峰值對(duì)應(yīng)的寬度全寬/50%峰值對(duì)應(yīng)的寬度---%能量/1/e2寬度86.5%環(huán)圍功率等效刀口測(cè)量的軟件二階矩束寬光束寬度的測(cè)量束寬測(cè)量方法光束太小：1）使用機(jī)械掃描設(shè)備；2）使用顯微物鏡，聚焦相機(jī)到發(fā)射器表面；3）先聚焦光束，然后用另外一個(gè)透鏡準(zhǔn)直光束，用長(zhǎng)焦距透鏡再聚焦，增大光斑（光束擴(kuò)展器）；4）小的聚焦光斑從以反射表面或投射表面散射，并用相機(jī)鏡頭成像。光束太大：1）反向使用光束擴(kuò)展器；2）使用大面積傳感器；3）反射來(lái)自散射表面的光束，用透鏡成像。刀口法、狹縫法、小孔法（測(cè)量數(shù)據(jù)單一）攝像機(jī)(CCD)法（1/e2擬合、三點(diǎn)法）可變光闌法、掃描Ronchi刻尺法、激光散斑法、光纖探針掃描法M2測(cè)量光束質(zhì)量評(píng)價(jià)方法聚焦光斑尺寸：束腰遠(yuǎn)場(chǎng)發(fā)散角和衍射極限倍數(shù)M2因子束腰的測(cè)量光束半徑或直徑擬合多點(diǎn)光強(qiáng)擬合法和多孔徑光功率擬合法（可變光闌法）

高斯光束通過(guò)GRIN透鏡后的強(qiáng)度分布高斯光束通過(guò)GRIN透鏡后不同位置的傳播性能擬合方法

雙曲線擬合高斯擬合

多項(xiàng)式擬合測(cè)量系統(tǒng)概述狹縫法聚焦物鏡GRIN光斑測(cè)試原理圖1一He-Ne激光器;2一反射鏡1;3一擴(kuò)束器,4一衰減片,5一反射鏡2,6一GRIN樣品,7一顯微鏡8—CCD圖2GRIN透鏡紅外波段焦斑測(cè)試框圖1一光源,2一準(zhǔn)直物鏡,3一被測(cè)樣品,4一顯微放大系統(tǒng)，5一探測(cè)器;6一計(jì)算機(jī);7一顯示器探針聚焦性能檢