基于轨迹重构的光斑轮廓测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101871772A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101871772A(43)申请公布日2010.10.27(21)申请号201010225540.1(22)申请日2010.07.14(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人吕志伟王新姜振华刘晓妍(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人张宏威(51)Int.Cl.G01B11/24(2006.01)权利要求书2页说明书3页附图5页(54)发明名称基于轨迹重构的光斑轮廓测量方法(57)摘要基于轨迹重构的光斑轮廓测量方法，它涉及一种光斑轮廓的测量方法，它解决了目前无法对微光斑轮廓进行精确测量的问题。基于轨迹重构的光斑轮廓测量方法，它基于一个光斑测量装置实现，光斑测量装置由二维移动架、探测器和数据采集单元组成；该方法根据探测器输出信号的强弱与入射光的强度成正比的原理，通过调整二维移动架，使入射光光斑从探测器的接收面内向外移出时，导致所述探测器输出信号的强弱发生变化，进而测量出入射光光斑的轮廓。本发明克服了已有技术的不足，可用于光束控制、光束诊断等领域。CN10872ACN101871772A权利要求书1/2页1.基于轨迹重构的光斑轮廓测量方法，其特征在于它基于一个光斑测量装置实现，所述光斑测量装置由二维移动架（1）、探测器（2）和数据采集单元（3）组成，所述探测器（2）安装在二维移动架（1）上，探测器（2）的电信号输出端连接数据采集单元（3）的信号输入端；所述基于轨迹重构的光斑轮廓测量方法的具体过程如下：步骤一、入射光入射到探测器（2）的接收面上，数据采集单元（3）实时监测并显示探测器（2）输出的信号强度；调整二维移动架（1），使得入射光完全照射到探测器（2）的接收面上，记录下此时的信号强度并作为最大信号强度保存；步骤二、在探测器（2）的接收面上建立X-Y坐标系，然后在X向调整二维移动架（1），使探测器（2）的接收面在X向缓慢移动，同时使入射光光斑从接收面内向外移出，当数据采集单元（3）显示的信号强度减小为最大信号强度的2%时，停止调整二维移动架（1），并记录下此时二维移动架（1）的位置；步骤三、在Y向调整二维移动架（1），使探测器（2）的接收面在Y向移动一个单位距离，然后再在X向调整二维移动架（1），当数据采集单元（3）显示的信号强度为最大信号强度的2%时，停止调整二维移动架（1），并记录下此时二维移动架（1）的位置；步骤四、判断此时探测器（2）的接收面是否已围绕入射光光斑运动一周：若不是，则返回执行步骤三；若是，则执行步骤五；步骤五、根据已记录的所有位置及探测器（2）的接收面的形状，计算获得入射光光斑的外轮廓的轨迹。2.根据权利要求1所述的基于轨迹重构的光斑轮廓测量方法，其特征在于在该方法中，探测器（2）的接收面的中心绕光斑中心作顺时针或逆时针运动。3.根据权利要求1所述的基于轨迹重构的光斑轮廓测量方法，其特征在于所述探测器（2）为光伏型探测器。4.根据权利要求1所述的基于轨迹重构的光斑轮廓测量方法，其特征在于所述探测器（2）为热释电探测器。5.根据权利要求1所述的基于轨迹重构的光斑轮廓测量方法，其特征在于所述探测器（2）的接收面的形状为圆形。6.根据权利要求1所述的基于轨迹重构的光斑轮廓测量方法，其特征在于所述二维移动架（1）采用纳米平台或精密光学位移平台实现，其定位精度为0.1微米。7.根据权利要求1所述的基于轨迹重构的光斑轮廓测量方法，其特征在于步骤五所述内容的具体过程为：步骤五一、根据已记录的所有位置，获得每个位置对应点的法向量；步骤五二、根据探测器（2）的接收面的形状，进而获得入射光光斑的外轮廓的轨迹。8.根据权利要求7所述的基于轨迹重构的光斑轮廓测量方法，其特征在于步骤五一所述获得每个位置对应点的法向量的具体过程为：对每个位置对应点，取该点及与其相邻的两个点，对上述3点位置的坐标值进行插值运算，获得一个通过该3个点的曲线方程，由该曲线方程，即获得该点的法向量。9.根据权利要求7所述的基于轨迹重构的光斑轮廓测量方法，其特征在于探测器（2）的接收面的形状为圆形，且其半径为R，且步骤五二所述内容的具体过程为：根据探测器（2）的接收面的形状，将每个位置对应点沿该点法向量向内平移R，再对平2CN101871772A权利要求书2/2页移后的所有点进行拟合，即获得入射光光斑的外轮廓的轨迹。3CN101871772A说明书1/3页基于轨迹重构的光斑轮廓测量方法技术领域[0001]本发明涉及一种光斑轮廓的测量方法。背景技术[0002]在科学实验和工程项目的很多情况下，都需要把光斑进行聚焦后再进行下一步工作，在这种情况下，人们往往希望知道光斑的具体轮廓。现