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《燕山大学》 2017年
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基于面阵CCD光束质量分析研究

袁帅龙  
【摘要】:随着激光技术在医疗、航天、军事、通信、测量等领域的广泛应用,激光光束质量评价显的日益重要。本课题在研究光束质量评价系统国内外发展动态的基础上,结合现有的CCD硬件采集系统,开发了一整套光束质量分析软件,主要功能包括光束质量评价参数的计算和激光光束图的呈现。首先,介绍CCD硬件采集系统的工作原理,在此基础上分析了硬件系统的噪声来源和输出数据的结构。针对噪声,本课题采用自适应中值滤波算法进行去噪,改进了传统中值滤波的弊端,并通过包含椒盐噪声的图片进行大量验证,获得较为理想的去噪效果。数据结构包括数据类型和数据与CCD像素位置对应关系,为后续数据传输和图片封装提供依据。其次,根据基膜高斯光束空间传播特性以及评价参数的定义,推导出光束束宽函数与评价参数之间的数学关系式。在求取束宽过程中本课题提出一种新的算法:动态窗口法,成功解决以了往计算束宽方法的偏差问题。再次,研究了基于微软开发平台(Dot Net)的编程语言(C Sharp),主要包括TCP/IP通信原理,绘图技术、多线程编程技术,控件编程技术,并在此基础上完成整套光束质量分析软件的开发.最后,搭建实验平台,对实验室现有激光器进行光束质量分析与评价参数的计算,并与上海昊量光电公司研制的CinAlign光束分析仪的测量结果对比,以验证本课题开发的分析软件计算结果的准确性。针对现有的CCD硬件采集系统,本课题通过软件算法实现降噪以及计算光束质量评价参数,节约了大量成本。同时本课题开发的光束质量分析软件还可以配合其他硬件采集系统使用,应用在光纤传感与激光检测等相关领域,具有很高的实用价值。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN24

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