数字图像处理技术在高斯光束M2因子测量中的应用

摘要

M2因子测量需要获取多个位置的光斑数据,传统的移动测量方法无法实现各位置光斑的同时测量,对于脉冲激光器和重复脉冲激光器的测量十分不利.基于相位散焦光栅的M2因子测量等方法可以同时获取多个位置的光斑信息,但在测量过程中存在光路调试困难,容易出现各光斑强度差异较大,以及光斑出现畸变等问题,进而影响测量结果.通过采用数学形态学中的方法,对测得的激光光斑数字图像进行处理,可以很好地改善光斑形态,从而降低测量误差,提高M2因子测量的精度.研究人员首先分析了散焦光栅M2因子测量的原理和计算方法;随后,根据采集到的光栅测量光斑的特点,研究了光斑图像处理的转换、腐蚀、膨胀及平滑算法,用平顶分析算法实现对可用于M2因子测量的光斑图像进行处理,从而改善了M2因子测量的精度.与传统测量方法相比,采用图像处理后测量结果有3％～18％的改进.