图像法激光薄膜损伤阈值测试系统研究
发布时间：2021-01-16 09:45
光学介质薄膜作为激光器及光学系统的重要组成部分,其抗损伤能力严重制约了激光器等光学设备的发展。为了实现光学设备系统向着高能量、高稳定性、超长待机的方向发展,就需要对薄膜损伤阈值进行精确判定,因此研制智能化、在线薄膜损伤阈值测试系统具有重要意义。研究薄膜损伤机理可知:薄膜本征吸收、雪崩电离、多光子电离、杂质缺陷等都会对薄膜损伤阈值的测试产生影响。为确保测定的光学介质薄膜损伤阈值具有合理性、适用性、普遍性,系统采用ISO11254标准规定的1-on-1薄膜损伤测试方法。针对传统光学介质薄膜损伤判定存在判定结果易受主观因素影响、判定过程复杂、判定环境要求度高、无法在线判定的弊端,提出采用高灵敏度、高可靠性、操作简单可在线使用的图像测量法进行非接触薄膜损伤判定。针对已有薄膜损伤测试系统多使用高斯光束作为光学介质薄膜辐照光源,存在能量分布不均匀的问题,文中采用非球面透镜组对高斯光束进行光束整形获得的平顶光束作为测试光源,有效的降低了由于光束不均匀导致的测试误差。文中详细阐述了光学分光单元、衰减单元的设计,以满足样本测试的光源需求,并使到达图像传感器的光束能量在有效测量范围内,不会出现无法响应或过...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
损伤概率与损伤阈值线性拟合图
光声法测量法，光斑形变法等观测法[21]样本时，光束的相位和幅值都发生了变化。但光束相位的变化无法探测。相衬显微镜根将相位变化转换成光束强弱或光束振幅。光光检测。相衬显微镜凭借自身的分辨率和放数 100 到 150 倍的 Nomarski 差分干涉相衬显像变化，判定薄膜损伤。法本时，薄膜表面会产生光的透射、散射和折e-Ne 激光和 Nd：YAG 激光同时辐照相同薄膜点的 He-Ne 激光反射能量，并记录下反射能由于薄膜表面受激光能量影响反射效果会幅值发生变化。当反射光能量幅值变化范围膜损伤判定框图如图 2.2 所示。
第三章 激光薄膜损伤阈值测试系统设计与实现 总体方案设计本文在详细研究了薄膜损伤机理的基础上，设计了以图像法为判定薄膜损伤光薄膜损伤阈值测试系统。实现本测试系统，离不开硬件电路的设计。本章统硬件电路的具体设计以及芯片器件的选择，包括转台控制电路、SDRAM 存VGA A/D 转换电路、USB 模块通信电路、FPGA 图像采集处理控制模块电供电电路等。测试系统包括：光学单元、转台控制单元、图像采集处理单元膜测试系统总体框图如图 3.1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面杂质诱导薄膜元件的热应力损伤[J]. 徐娇,陈丽霞,游兴海,张彬. 光学学报. 2017(06)
[2]平顶激光束诱导薄膜损伤阈值测量系统[J]. 王菲,李玉瑶,车英,付秀华,田明. 光子学报. 2016(03)
[3]基于Sobel的多方向算子模板边缘检测算法[J]. 沈德海,侯建,鄂旭,张龙昌. 现代电子技术. 2015(04)
[4]基于非球面柱透镜的激光束整形[J]. 史光远,杨晓苹,梁艳梅. 光子学报. 2014(S1)
[5]HfO2/SiO2多层高反膜激光预处理技术[J]. 代福,杨李茗. 强激光与粒子束. 2013(04)
[6]激光等离子体效应对薄膜损伤特性的影响[J]. 韩敬华,段涛,高胥华,冯国英,范卫星,杨李茗,刘岩岩,包凌东. 光谱学与光谱分析. 2012(05)
[7]脉宽1ms和10ns的激光损伤光学薄膜元件的比较分析[J]. 戴罡,陆建,王斌,刘剑,倪晓武. 激光技术. 2011(04)
[8]汇聚192束激光的NIF——美国利弗莫尔实验室国家点火装置今夏“点火”[J]. 冯诗齐. 世界科学. 2009(05)
[9]基于中值滤波与Sobel、Canny算子的图像边缘检测研究[J]. 冯新宇,方伟林,杨栋. 黑龙江水专学报. 2009(01)
[10]光学薄膜样品的温度场和形变场分析[J]. 刘明强,李斌成. 物理学报. 2008(06)
博士论文
[1]离子束溅射高性能SiO2薄膜特性研究[D]. 季一勤.哈尔滨工业大学 2013
[2]不同脉宽激光致光学薄膜元件损伤特性和机理分析[D]. 王斌.南京理工大学 2013
硕士论文
[1]强激光远场辐射光学材料的热效应研究[D]. 陈军.西安电子科技大学 2015
[2]基于FPGA的视频采集及图像处理算法实现[D]. 张浩然.云南大学 2015
[3]基于FPGA的SD卡控制器的设计和验证[D]. 杨福远.山东大学 2014
[4]氟化镁基底3～5μm红外增透保护膜的研究与制备[D]. 王大兴.长春理工大学 2014
[5]纳秒激光对HfO2/SiO2高反膜的损伤特性和预处理[D]. 夏惠.南京理工大学 2014
[6]1.57μm波段光学表面激光损伤阈值测试系统的研制[D]. 徐瑞.南京理工大学 2012
[7]光学元件激光预处理技术研究[D]. 陈猛.电子科技大学 2010
[8]基于DSP+FPGA的嵌入式视频采集系统设计[D]. 同伟锋.西安电子科技大学 2009
[9]激光损伤阈值测试中的图像处理技术[D]. 何长涛.四川大学 2007
[10]基于FPGA的高分辨率图像采集卡[D]. 纪斌.电子科技大学 2007
本文编号：2980599
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
损伤概率与损伤阈值线性拟合图
光声法测量法，光斑形变法等观测法[21]样本时，光束的相位和幅值都发生了变化。但光束相位的变化无法探测。相衬显微镜根将相位变化转换成光束强弱或光束振幅。光光检测。相衬显微镜凭借自身的分辨率和放数 100 到 150 倍的 Nomarski 差分干涉相衬显像变化，判定薄膜损伤。法本时，薄膜表面会产生光的透射、散射和折e-Ne 激光和 Nd：YAG 激光同时辐照相同薄膜点的 He-Ne 激光反射能量，并记录下反射能由于薄膜表面受激光能量影响反射效果会幅值发生变化。当反射光能量幅值变化范围膜损伤判定框图如图 2.2 所示。
第三章 激光薄膜损伤阈值测试系统设计与实现 总体方案设计本文在详细研究了薄膜损伤机理的基础上，设计了以图像法为判定薄膜损伤光薄膜损伤阈值测试系统。实现本测试系统，离不开硬件电路的设计。本章统硬件电路的具体设计以及芯片器件的选择，包括转台控制电路、SDRAM 存VGA A/D 转换电路、USB 模块通信电路、FPGA 图像采集处理控制模块电供电电路等。测试系统包括：光学单元、转台控制单元、图像采集处理单元膜测试系统总体框图如图 3.1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面杂质诱导薄膜元件的热应力损伤[J]. 徐娇,陈丽霞,游兴海,张彬. 光学学报. 2017(06)
[2]平顶激光束诱导薄膜损伤阈值测量系统[J]. 王菲,李玉瑶,车英,付秀华,田明. 光子学报. 2016(03)
[3]基于Sobel的多方向算子模板边缘检测算法[J]. 沈德海,侯建,鄂旭,张龙昌. 现代电子技术. 2015(04)
[4]基于非球面柱透镜的激光束整形[J]. 史光远,杨晓苹,梁艳梅. 光子学报. 2014(S1)
[5]HfO2/SiO2多层高反膜激光预处理技术[J]. 代福,杨李茗. 强激光与粒子束. 2013(04)
[6]激光等离子体效应对薄膜损伤特性的影响[J]. 韩敬华,段涛,高胥华,冯国英,范卫星,杨李茗,刘岩岩,包凌东. 光谱学与光谱分析. 2012(05)
[7]脉宽1ms和10ns的激光损伤光学薄膜元件的比较分析[J]. 戴罡,陆建,王斌,刘剑,倪晓武. 激光技术. 2011(04)
[8]汇聚192束激光的NIF——美国利弗莫尔实验室国家点火装置今夏“点火”[J]. 冯诗齐. 世界科学. 2009(05)
[9]基于中值滤波与Sobel、Canny算子的图像边缘检测研究[J]. 冯新宇,方伟林,杨栋. 黑龙江水专学报. 2009(01)
[10]光学薄膜样品的温度场和形变场分析[J]. 刘明强,李斌成. 物理学报. 2008(06)
博士论文
[1]离子束溅射高性能SiO2薄膜特性研究[D]. 季一勤.哈尔滨工业大学 2013
[2]不同脉宽激光致光学薄膜元件损伤特性和机理分析[D]. 王斌.南京理工大学 2013
硕士论文
[1]强激光远场辐射光学材料的热效应研究[D]. 陈军.西安电子科技大学 2015
[2]基于FPGA的视频采集及图像处理算法实现[D]. 张浩然.云南大学 2015
[3]基于FPGA的SD卡控制器的设计和验证[D]. 杨福远.山东大学 2014
[4]氟化镁基底3～5μm红外增透保护膜的研究与制备[D]. 王大兴.长春理工大学 2014
[5]纳秒激光对HfO2/SiO2高反膜的损伤特性和预处理[D]. 夏惠.南京理工大学 2014
[6]1.57μm波段光学表面激光损伤阈值测试系统的研制[D]. 徐瑞.南京理工大学 2012
[7]光学元件激光预处理技术研究[D]. 陈猛.电子科技大学 2010
[8]基于DSP+FPGA的嵌入式视频采集系统设计[D]. 同伟锋.西安电子科技大学 2009
[9]激光损伤阈值测试中的图像处理技术[D]. 何长涛.四川大学 2007
[10]基于FPGA的高分辨率图像采集卡[D]. 纪斌.电子科技大学 2007
本文编号：2980599
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