光学专业毕业设计：激光光斑尺寸的测量和研究

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1、哈尔滨理工大学学士学位论文激光光斑尺寸的测量和研究摘要激光光斑尺寸是标志激光器性能的重要参数，也是激光器在应用中的重要参量。本文主要介绍了两种测量激光光斑尺寸的方法：刀口扫描法，CCD法。分析了利用刀口法测量高斯光束腰斑大小的测量实验装置，并阐述了具体的测量过程。此方法对激光光斑大小测量是可行的。实验装置简单实用。CCD法是利用CCD作为探测传感器，可以更精确地测出激光器的光斑尺寸和束腰光斑尺寸，克服了传统测量的繁杂过程，并用计算机控制及数据处理，测量精度得到提高，为激光器性能研究和光信息处理提供了一种新的方法。本文给出了这两种方法测得的数据及处理结果。结果表明，刀口扫描法对高能量光束半径的测

2、量特别实用，装置简单，可在普通实验室进行测量。CCD法检测的直观性好，不需要辅助的逐行扫描机械移动，成像精度和检测精度高。关键词激光光斑尺寸；Matlab；CCD 传感器；刀口法The Measurement and Research of Laser Spot Size AbstractThe size of Laser spot is not only one important parameter of laser performance, but also in laser application.This paper introduces two methods of measuri

3、ng laser spot diameter: scanning method, CCD: knife method. We analyze of measurement is cut the size of the gaussian beam waist measurement device spot, and elaborates on process of the measurement. Using this method of laser spot size measurement is feasible. The experiment device is simple and pr

4、actical. CCD method uses the CCD sensor as a detection can be more accurate to measure the size of the laser spot and waist size spot, overcoming traditional measurement process and using computer control to deal with data processing, and the measurement accuracy is improved, providing a new me

5、thod for laser performance study and light information processing. At the same time, it gives two methods of measured data and processing results.The results show that the method of blade scanning is practical for high-energy beams radiuss measurement. Simple device can be operated in ordinary labor

6、atory. CCD detection method is visually good, and do not need to manufacture progress ive-scan auxiliary of the machine movement, the imaging accuracy and precision is the higherKeywordsLaser spot size; Matlab; CCD sensor; knife-edge method.不要删除行尾的分节符，此行不会被打印- II -目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景11.2

7、国内外研究现状21.3 论文研究的内容4第2章 激光光斑测量方法探究52.1 刀口扫描法测激光光斑直径研究52.2 CCD测激光光斑直径方法92.3 本章小结17第3章 激光光斑尺寸的测量与数据分析183.1 刀口法测光斑直径183.1.1 90/10刀口法理论及方法183.1.2 计算理论203.1.3 实验数据处理203.1.4 实验分析223.2 CCD法测激光光斑方法223.2.1 用CCD拍摄光斑图像223.2.2 Matlab的图片处理233.2.3 图像处理结果233.2.4 实验分析263.3 本章小结27结论28致谢29参考文献30附录A 英文原文31附录B 中文译文35附录

8、C Matlab程序39千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- III -第1章 绪论1.1 课题背景激光技术对国民经济及社会发展有着重要作用，激光技术是二十世纪与原子能、半导体及计算机齐名的四项重大发明之一。三十多年来，以激光器为基础的激光技术在我国得到了迅速的发展，现已广泛用于工业生产、通讯、信息处理、医疗卫生、军事、文化教育以及科学研究等各个领域，取得了很好的经济效益和社会效益，对国民经济及社会发展将发挥愈来愈重要的作用。 由于激光具有很好的单色性、相干性、方向性和高能量密度，

9、它已渗透到各个学科领域，形成了新的学科。例如：激光信息存储与处理、激光材料加工、激光医学及生物学、激光通讯、激光印刷、激光光谱学、激光化学、激光分离同位素、激光核聚变、激光检测与计量及军用激光技术等，极大地促进了这些领域的技术进步和前所未有的发展。在国民经济中形成新的产业部门。激光产业正在我国逐步形成，其中包括激光音像、激光通讯、激光加工、激光医疗、激光检测、激光印刷设备及激光全息等，这些产业正在作为新的经济增长点而引起高度重视。对传统工业的改造将发挥愈来愈显著的作用，激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、自动

10、化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。促进医疗技术进步，提高人民健康水平，激光医疗技术目前已在眼科、外科、内科、妇科、耳鼻喉科、心血管科、皮肤科等领域得到广泛应用，激光医疗设备已进入县以上的医院，这对医疗技术的进步和提高人民健康水平起着重要作用。加速我国国防技术的现代化，激光技术在军事上已应用于测距、指向、制导、通讯及战术武器等，为改善武器装备的性能，提高命中率和可靠性，起到重要的作用，并有一定数量的产品出口。激光光斑尺寸是标志激光器性能的重要参数，也是激光器在应用中的重要参量。在工业上的金属精加工，在医疗上的激光缝合技术，在军事上的激光定位等等，这些激光的应用都要依靠调节激光光斑尺

11、寸和能量参数。因此，对激光尺寸的精确测定是有意义的。1.2 国内外研究现状激光以全新的姿态问世已二十余年。然而，发明激光器的历程却鲜为人知，至于发明者如何从事艰难曲折的探索，就更少人问津了。其实，每一项重大发明，都是科学家们智慧的结晶，里面包涵着他们的汗水和心血。自然，激光器的发明也不例外。说得准确些，对激光的研究，只是到了20世纪50年代末才出现一个崭新阶段1。在此之前，人们只对无线电波和微波有较深研究。科学家们把无线电波波长缩短到十米以内，使得世界性的通讯成为可能，那是30年代的事情。后来，随着速调管和空穴磁控管的发明，科学家便对厘米波的性质进行研究。二次世界大战中，由于射频和光谱学的发展