红外激光照明源发散角的测试方法及测试装置

摘要

本发明属于光学领域，具体涉及红外激光照明源发散角的测试方法及测试装置。该测试方法基于反射成像原理，它采用由CCD成像单元记录漫射靶反射的红外激光，通过可变焦光学镜头成像，经CCD摄像机换成数字图像，由计算机处理系统运用图像处理技术对光斑进行分析得出光束发散角。本发明所提供的红外激光照明源发散角的测试装置由被测红外激光照明源、漫射靶、由衰减片装置、可变焦光学透镜、滤光片、CCD摄像机构成的CCD成像单元及计算机处理系统7组成。本发明提供的红外激光照明源发散角的测试方法及装置具有操作简单、测试快速、测量发散角的范围较大及测试精度相对较高的优点。

主权项

一种红外激光照明源发散角的测试方法，其特征在于按下列步骤完成测试：(1)调节由衰减片装置、可变焦光学镜头、滤光片及CCD摄像机组成的CCD成像单元的中心位置，使CCD成像单元的中心与漫射靶的距离和被测红外激光照明源与漫射靶的距离相等，且光轴近似重合，由该CCD成像单元和计算机处理系统对漫射靶上的红外激光光斑进行测试；(2)在漫射靶上设置围成正方形的四个发光二极管，四个发光二极管置于正方形的四个顶点的位置上；(3)关闭被测红外激光照明源，打开漫射靶上设置的四个固定发光二极管；(4)调整CCD成像系统，通过计算机处理系统，使四个固定发光二极管都在可视的范围内；(5)通过计算机处理系统采用公式： D = f × ( 1 + k × L b ) 计算被测红外激光照明源到漫射靶的距离；公式中，D：漫射靶到被测红外激光照明源的距离，f：可变焦光学镜头的焦距，k：系数，L：固定目标的距离，即漫射靶上发光二极管围成正方形的边长，b：固定目标两点间的像素值；(6)将被测红外激光照明源发出的光束照在漫射靶上，并调整被测红外激光照明源，使红外激光光斑落在漫射靶上设置的四个位置固定的发光二极管围成的正方形内；(7)关闭漫射靶上设置的四个固定发光二极管；(8)通过计算机处理系统按照如下步骤计算红外激光光斑大小：(8.1)光强截取：由CCD摄像机的暗电流确定光能量计算的阈值，确定光强高于阈值的像素点为参与计算的有效信号，即对有效和无效照明像素进行二值化处理；(8.2)光斑中心确定：采用质心法确定光斑中心；(8.3)光斑大小计算：以光斑中心为圆心，以等距圆环逐渐向外扩展，直到圆内所有点的光强满足：圆内所有点的光强和/总光强和＝预定的功率能量比，以此理想圆的直径表示光斑大小；(9)通过计算机处理系统根据漫射靶与被测红外激光照明源的距离D、光斑半径R，采用公式； θ = 2 × arctan ( R D ) 计算被测红外激光照明源的发散角。