远场激光光斑中心计算方法与激光技术应用
【摘要】激光光斑位置的准确确定是决定测量系统精度高低的关键因素, 所以激光光斑中心的定位就显得尤为重要。同时，激光在大气传输中，受湍流、热晕和消光等的影响，远场功率密度分布相对于激光器出口有较大变化，精确测量远场激光光斑能量、光束质量和质心漂移等重要参数，对于分析激光的大气传输效应具有重要意义。近年来激光技术不再局限于军事用途，在各个方面都有应用，并且表现不俗。本文着重介绍激光光斑的定位技术和能量分布技术以及激光技术的应用。
【关键词】激光光斑中心位置 检测方法 能量分布 误差分析 应用
【Abstract】Accurate determination of laser spot position is the key factor to determine the accuracy of measurement system, so the location of laser spot center is particularly important. At the same time, due to the influence of turbulence, thermal halo and extinction, the far-field power density distribution varies greatly relative to the laser outlet in atmospheric transmission. Accurate measurement of far-field laser spot energy, beam quality and center of mass drift is of great significance for analyzing the atmospheric transmission effect of laser. This paper focuses on the laser spot location technology and energy distribution technology.
【Keywords】Central position of laser spot；test method；energy distribution；error analysis；application
1引言
由于激光具有良好的方向性,发散角小,所以目前很多测量系统都采用激光技术作为辅助测量手段。对光斑中心的计算可以用重心法、曲线拟合法等方法进行。远场激光的测量通常采用CCD成像法或探测器点阵法[1]。CCD 成像法是一种非接触式的间接测量方法，将远场激光照射到漫反射板上，用图像记录设备（近红外CCD 摄像机或热像仪）记录漫反射板上激光光斑的反射图像，测量激光光斑的相对能量分布；探测器点阵法是直接接触式测量，中间环节少，但其测量精度受探测器个数、阵列布阵方式影响很大，系统复杂、成本高[2]。激光应用在生产生活的各个方面，我国的激光技术也在渐渐向世界一流水平发展，近几年也是取得了不俗的成就。
2中心测定的方法
2.1重心法
二值图像 I(i, j)中的目标 S 的形心 (, )为 :
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