激光光斑动态测量方法及测量仪

摘要

本发明提供激光光斑动态测量方法及测量仪，其中，测量方法包括下列步骤：1)CCD各像素分别探测所接收到的光强；2)将各像素探测到的光强数据记为矩阵I；基于激光光斑光强分布公式，根据实测的光强数据矩阵I及相应各像素的横纵轴坐标值，利用线性最小二乘法得出σx，σy，xc，yc，A和I0；其中，xc与yc分别为光斑中心的横纵轴坐标值，σx与σy分别为横纵轴1/e半径，A为幅度，I0为暗噪声；4)通过牛顿迭代法得出参数向量P(k)的修正向量D，计算P(k+1)＝P(k)+D；5)重复执行步骤4)，直至迭代次数达到预设值K或第k次迭代得出的参数向量P(k)的误差小于预设的容忍值，将此时的参数向量P(k)的各元素作为所测得的激光光束参数。本发明还提供了相应的激光光斑动态测量仪。本发明测量速度快、精度高、动态范围大。

主权项

1.一种激光光斑动态测量方法，包括下列步骤：1)将激光光束照射到CCD上，CCD各像素分别探测所接收到的光强；2)将CCD各像素探测到的光强数据记为矩阵I；基于激光光斑光强分布公式根据实测的光强数据矩阵I及相应各像素的横纵轴坐标值，利用线性最小二乘法得出σ_x，σ_y，x_c，y_c，A和I₀；激光光斑光强分布公式中，I为激光光斑光强变量，x与y为光斑的横纵轴坐标变量，x_c与y_c分别为光斑中心的横纵轴坐标值，σ_x与σ_y分别为横纵轴1/e半径，A为幅度，I₀为暗噪声；3)将步骤2)得出的σ_x，σ_y，x_c，y_c，A，I₀分别记为σ_x(0)，σ_y(0)，x_c(0)，y_c(0)，A(0)，I₀(0)；令参数向量$P\left(k\right)=\left(\begin{array}{c}{\sigma }_x\left(k\right)\\ {\sigma }_y\left(k\right)\\ x_c\left(k\right)\\ y_c\left(k\right)\\ A\left(k\right)\\ I_0\left(k\right)\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{t}_1\left(k\right)\\ t_2\left(k\right)\\ t_3\left(k\right)\\ t_4\left(k\right)\\ t_5\left(k\right)\\ t_6\left(k\right)\end{array}\right),$4)通过牛顿迭代法得出参数向量P(k)的修正向量D，计算P(k+1)＝P(k)+D；5)重复执行步骤4)，直至迭代次数达到预设值K或第k次迭代得出的参数向量P(k)的误差小于预设的容忍值，将此时的参数向量P(k)的各元素作为所测得的激光光束参数，从而得出激光光束的模式。