【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光光束质量检测，具体涉及基于能量密度比的发散角高速测试方法及其装置。
技术介绍
1、由于激光器制造工艺的差异，激光光束不是理想高斯光束，由于衍射原因以及封装工艺不同会在 ccd 光敏面形成不同类型的光斑，而过去常规的光斑的远场发散角测量方法有双孔法、光强度分布测量法等。这一方法已沿用多年, 目前也仍为 iso 组织介绍的一种方法。
2、传统方法“双孔法”在激光光路中，放置了两个大小一致的圆孔光阑，它们相隔一定的距离，直径与激光束腰处的直径相匹配，以确保通过的光束能量约占全部能量的86%。当第一个光阑发出的光线照射到第二个光阑时，部分光线被遮挡，从而在第二个光阑圆孔的外围形成了明亮的衍射斑。若有激光功率测量仪，能够更精确地分别测量两个圆孔出射的光强度。通过光衍射的爱里斑理论，我们可以将这些光强度数据换算成激光光束的发散角, 但是在安置套孔于后焦面时有较大的误差，操作也比较麻烦。
3、而“光强度分布测量法”中激光光束的束腰位置取决于谐振腔的腔型设计，通常可认为束腰位于光束输出窗口的附近。在远场区域，利用光电测量装置来测定光强的横向分布，并确定光强为中心强度1/e²处的直径d。同时，还需要测量出测量点到束腰的距离l。基于这些数据，可以计算出远场发散角。
4、然而，值得注意的是，对于具有较小发散角的激光光束，为了实现准确的测量，需要采用较长的测量距离。为了解决这一问题，通常会采用平面镜多次反射的方法来增加测量距离。但这种方法可能带来一定的误差。因为平面镜的镜面形状可能会引起激光光束形貌
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供一种基于能量密度比的发散角高速测试方法，包括以下步骤：
2、s1、获取ccd成像设备实际成像的像素尺寸pixel，将ccd成像设备准确放置在漫透射膜上方垂直位置，获取实际成像的像素尺寸pixel；
3、s2、获取芯膜距离h，将测试芯片垂直放置于漫透射膜的下方，计算测试芯片到漫透射膜的最短距离h；
4、s3、获取激光光束能量分布图，利用测试芯片发出激光光束，然后利用漫透射膜将激光光束能量分布信息漫反射至ccd成像设备，ccd成像设备获取漫透射膜上的相对能量分布即可得到激光光束能量的分布图；
5、s4、计算激光光束能量的分布图中所有像素的灰度值之和gall；
6、s5、计算图像中每个像素与其对应的x坐标的平方的乘积之和gx；每个像素与其对应的y坐标的平方的乘积之和gy；
7、s6、计算质心坐标，根据 gx和gall计算质心坐标的x值大小，根据 gy和gall计算质心坐标的y值大小；
8、s7、确定夹取水平，以递减的方式计算所有像素点的能量总和，直到能量总和超过夹取百分数时，该像素点即为夹取水平；
9、s8、计算光束宽度d，沿通过质心的两条垂直线分别计算超过夹取水平的所有像素点，确定光束宽度d；
10、s9、计算激光光束发散角θ，计算公式如下：
11、。
12、较佳的，所述步骤s4中所有像素的灰度值之和gall的计算公式如下：
13、其中i为x方向像素，j为y方向像素，l为x方向总像素点，h为y方向总像素点。
14、较佳的，述步骤s5中gx和 gy的计算公式如下：
15、其中i为x方向像素，j为y方向像素，l为x方向总像素点，h为y方向总像素点。
16、较佳的，所述步骤s6中质心坐标的计算公式如下：
17、。
18、较佳的，所述步骤s7中的夹取百分数为86.5%。
19、一种基于能量密度比的发散角高速测试装置，包括固定板、ccd成像设备和漫透射板和计算机，所述ccd成像设备和漫透射板垂直设于所述固定板上，所述ccd成像设备和漫透射板之间相互平行设置，所述漫透射板固定于设于固定板的下方，所述ccd成像设备设于固定板的上方，所述漫透射板的内侧设有漫透射膜，所述ccd成像设备用于获取激光光束能量分布信息，所述计算机用于分析ccd成像设备所获取的信息并进行计算。
20、较佳的，所述ccd成像设备和固定板之间设有滑动调节机构，所述滑动调节机构用于调节ccd成像设备和漫透射膜之间的距离。
21、较佳的，所述ccd成像设备为ccd相机。
22、本专利技术的优点为：
23、1.本专利技术能够快速高效地计算出激光光束的发散角，提高了计算的准确性和效率，能够更准确地反映激光光束的实际发散特性。
24、2.本专利技术通过ccd成像设备快速获取激光光束能量分布图，计算过程简便高效，不需要复杂的调整和多次反射操作，大大缩短了测量时间。
25、3.本专利技术的方法不依赖于特定的光斑形状，能够适用于各种类型的光斑，包括非理想高斯光束形成的复杂光斑，适用范围广泛。
26、4. 本专利技术相比使用昂贵的光学设备和复杂的测量装置，本方法主要依赖于ccd成像设备和计算机处理，大大降低了测量成本。
27、综上所述，本专利技术提供了一种基于能量密度比的发散角高速测试方法，具备高精度、快速、简便、低成本、兼容性强和稳定性好的优点，显著提升了激光光束发散角的测量效率和准确性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种基于能量密度比的发散角高速测试方法，其特征在于：包括以下步骤；
2.根据权利要求1所述的基于能量密度比的发散角高速测试方法，其特征在于：所述步骤S4中所有像素的灰度值之和Gall的计算公式如下：
3.根据权利要求2所述的基于能量密度比的发散角高速测试方法，其特征在于：所述步骤S5中Gx和 Gy的计算公式如下：
4.根据权利要求3所述的基于能量密度比的发散角高速测试方法，其特征在于：所述步骤S6中质心坐标的计算公式如下：
5.根据权利要求4所述的基于能量密度比的发散角高速测试方法，其特征在于：所述步骤S7中的夹取百分数为86.5%。
6.一种基于能量密度比的发散角高速测试装置，其特征在于：包括固定板（1）、CCD成像设备（2）和漫透射板（3）和计算机，所述CCD成像设备（2）和漫透射板（3）垂直设于所述固定板（1）上，所述CCD成像设备（2）和漫透射板（3）之间相互平行设置，所述漫透射板（3）固定于设于固定板（1）的下方，所述CCD成像设备（2）设于固定板（1）的上方，所述漫透射板（3）的内侧设有漫透射膜（4），所
7.根据权利要求6所述的基于能量密度比的发散角高速测试装置，其特征在于：所述CCD成像设备（2）和固定板（1）之间设有滑动调节机构，所述滑动调节机构用于调节CCD成像设备（2）和漫透射膜（4）之间的距离。
8.根据权利要求7所述的基于能量密度比的发散角高速测试装置，其特征在于：所述CCD成像设备（2）为CCD相机。
...【技术特征摘要】
1.一种基于能量密度比的发散角高速测试方法，其特征在于：包括以下步骤；
2.根据权利要求1所述的基于能量密度比的发散角高速测试方法，其特征在于：所述步骤s4中所有像素的灰度值之和gall的计算公式如下：
3.根据权利要求2所述的基于能量密度比的发散角高速测试方法，其特征在于：所述步骤s5中gx和 gy的计算公式如下：
4.根据权利要求3所述的基于能量密度比的发散角高速测试方法，其特征在于：所述步骤s6中质心坐标的计算公式如下：
5.根据权利要求4所述的基于能量密度比的发散角高速测试方法，其特征在于：所述步骤s7中的夹取百分数为86.5%。
6.一种基于能量密度比的发散角高速测试装置，其特征在于：包括固定板（1）、ccd成像设备（2）和漫透射板（3）和计算机，所述cc...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘枫，韩树庆，周露，
申请(专利权)人：柯泰光芯常州测试技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。