一种激光光斑尺寸边缘轮廓线绘制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110567395A(43)申请公布日2019.12.13(21)申请号201910875614.7(22)申请日2019.09.18(71)申请人长春理工大学地址130022吉林省长春市卫星路7089号(72)发明人张思博车英王菲刘长青李玉瑶黄一芮赵亚超陈燨底才翔田明(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称一种激光光斑尺寸边缘轮廓线绘制方法(57)摘要本发明公开了一种激光光斑尺寸边缘轮廓线绘制方法，先求取激光光斑质心位置并以质心为坐标原点O'建立直角坐标系，通过求解θi角度对应各有效像元(x'a，y'b)到过坐标原点O'且角度为90°+θi直线的位移diab及激光光斑尺寸ωθi，从而获得θi角度方向对应的激光光斑尺寸边缘轮廓点的坐标(xθi，yθi)，通过连接不同θi角度方向的激光光斑尺寸边缘轮廓点，从而绘制出一个激光光斑尺寸边缘轮廓线。本发明通过连接各个边缘轮廓点绘制出光斑尺寸边缘轮廓曲线，直观地反映出激光光斑尺寸的几何形状。CN110567395ACN110567395A权利要求书1/2页1.一种激光光斑尺寸边缘线绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、获取一幅宽度W(像元数)、长度H(像元数)的激光光斑图像；所述的图像无背景噪声，且图像中无饱和的像元；以所述的图像左上角为原点O，水平向右方向为x轴正方向，竖直向下方向为y轴正方向建立直角坐标系xOy；提取所述图像中每个像元的坐标值(xa，yb)及对应的光强值I(xa，yb)；步骤二、利用公式(1)和公式(2)计算出激光光斑质心O'的坐标位置(xc，yc)；步骤三、以所述的质心O'为坐标原点，选取水平向右方向为x'轴正方向，竖直向上方向为y'轴正方向，建立直角坐标系x'O'y'；步骤四、利用公式(3)计算直角坐标系x'O'y'下每个像元的坐标(x'a，y'b)，提取每个像元对应的光强值I(x'a，y'b)；步骤五、在直角坐标系x'O'y'下，设一过坐标原点O'且角度为90°+θi的直线方程式为：kix'+y'＝0(4)步骤六、在所述直角坐标系x'O'y'中，利用公式(5)求得θi角度对应的各有效像元(x'a，y'b)到方程式(4)所述直线的位移diab，利用公式(6)所示的激光光斑尺寸与光强二阶矩间关系求取角度θi方向上激光光斑尺寸ωθi，即为θi方向上激光光斑尺寸边缘轮廓点Pθi到质心O'的距离；所述步骤六中θi角度对应的有效像元的选取方法为：当θi大于等于0°且小于等于90°或大于270°且小于等于360°时，取diab>0的像元作为有效像元；当θi大于90°且小于等于270°时，取diab<0的像元作为有效像元；步骤七、利用公式(7)和公式(8)求得θi角度方向对应的激光光斑尺寸边缘轮廓点的坐标(xθi，yθi)；xθi＝ωθi*cosθi(7)yθi＝ωθi*sinθi(8)步骤八、重复步骤五至步骤七，求得不同θi值对应的激光光斑尺寸边缘轮廓点的坐标2CN110567395A权利要求书2/2页(xθi，yθi)；步骤九、依次连接i＝1到i＝n(n为大于3的整数)所对应的各激光光斑尺寸边缘轮廓点(xθi，yθi)，并连线(xθ1，yθ1)和(xθn，yθn)，从而绘制出一个激光光斑尺寸边缘轮廓线。2.如权利要求1所述的一种激光光斑尺寸边缘线绘制方法，其特征在于：所述的步骤六中，利用公式(5)求得θi角度对应的各有效像元(x'a，y'b)到方程式(4)所述直线的位移diab。3.如权利要求1所述的一种激光光斑尺寸边缘线绘制方法，其特征在于：所述步骤六中θi角度对应有效像元的选取方法为：当θi大于等于0°且小于等于90°或大于270°且小于等于360°时，取diab>0的像元作为有效像元；当θi大于90°且小于等于270°时，取diab<0的像元作为有效像元。4.如权利要求1所述的一种激光光斑尺寸边缘线绘制方法，其特征在于：所述步骤七中，利用公式(7)和公式(8)求得θi角度方向对应的激光光斑尺寸边缘轮廓点的坐标(xθi，yθi)。3CN110567395A说明书1/4页一种激光光斑尺寸边缘轮廓线绘制方法技术领域[0001]本发明涉及一种激光光斑尺寸边缘轮廓线绘制方法，属于激光技术领域。背景技术[0002]在激光器的设计、制造和应用中，对垂轴截面内激光光斑参数是评价激光光斑质量的重要指标，激光光斑尺寸边缘轮廓线能够直观地反映出激光光斑的几何形状。目前，绘制激光光斑尺寸边缘轮廓线方法主要有两种形式：一种是以光斑光强最大值的1/e2作为阈值进行提取，以大于此阈值的光斑尺寸边缘线作为光斑尺寸边缘轮廓；另一种是采用光强二阶矩法，求取