光学元件激光诱导损伤在线检测系统研究
发布时间：2022-01-06 17:24
光学元件的激光损伤是限制高功率激光器激光能量输出的关键因素之一。对于高功率激光器的建造,光学元件激光诱导损伤的在线检测显得极为重要。目前,元件表面损伤还主要依靠目视法进行测量,精度低、主观性强且无法对损伤情况作出定量评价。本文围绕脉冲激光辐照下光学元件表面损伤在线检测系统的设计与基于暗场成像的在线检测方法展开研究,主要研究内容如下。研制基于暗场显微散射成像的显微成像系统进行损伤实时在线检测。使用连续激光作为探测光束,照明脉冲激光辐照区域。显微成像系统进行图像采集,与图像处理算法相结合,获得损伤分布图像和统计信息。通过配套软件,完全实现被检元件激光损伤的自动化在线检测,并最终输出具体的损伤分析报告。针对显微成像系统采集到的损伤图像的特点,对辐照区域损伤产生的快速判断和损伤区域的自动提取技术进行了研究。根据产生损伤前后差分图像直方图存在明显的峰值的特点,提出基于灰度分布特性的损伤判别算法,该算法仅依赖于脉冲激光辐照前后图片的差分图像的灰度分布统计,降低了图像处理的难度,能够快速有效的检测出是否发生损伤。通过自由地调节灰度采样的间隔,在保证判别精度的同时,大幅度的减少图像处理时间,从而提高算...
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＦＯＤＩ系统示意图丨２８］??２０】０年，ＬＬＮＬ在ＦＯＤ丨系统中采用机器学习工具和数据挖掘技术进行光学??
及跟踪效率＠］。通过分析Ｆ?０?ＤＩ系统采集的暗场图像中的真实损伤??与硬件反射噪声特征的区别，采用机器学习算法对真伪损伤进行自动识别与分类，??对硬件反射这一伪损伤识别的准确性达到９９．８％以上，提高了损伤识别的正确率。??随着ＩＣＦ激光装置的建造，国内也开始对大型激光装置中的光学元件损伤??在线检测技术进行初步的探索与研究。??２００４年，任冰强等人研制了一套应用于大型激光装置的光学元件损伤在??线检测系统。该系统主要由照明平行光管、接收平行光管和图像接收与处理系统??组成，如图１．２所示。由损伤点产生的散射光经平面反射镜与分光镜反射后，成??像在ＣＣＤ靶面上。由于该方案使用的照明平行光管和接收平行光管的口径都比??较小，检测效率不够高。??ｏｐｔｉｃｓ?ｏｒ?ｓａｍｐｌｅ?ｉｎ?ｑｕｅｓｔｉｏｎ??ｍｉｒｒｏｒ?????１?????ｉ?ｉ?ｅｙｅｐｉｅｃｅ?，——ｉ???Ｗ?ＣＣＤ?ｉｆ－?＾?＇????＾＾＾＝＝１?Ｉ?｜??ｉｎｔｅｒｎａｌｌｙ?ｆｏｃｕｓｉｎｇ?／：：土．－ＬｙＪ?？??｜?ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ?ｃｏｍｐｕｔｅｒ??ｉ?ｉ?ｉ??ｉ?翁?ｉ??］?ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ?ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ??ｉ?ｉ?ｉ??ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ?｜??（ｊｊ?ｄｉｏｄｅ－ｐｕｉｎｐｅｄ?Ｎｄ：＇＼ｒ＼Ｔ０４?ｌａｓｅｒ?ａｐｐａｒａｔｕｓ?｜??图１．２应用于大型激光装置的光学元件损伤在线捡测系统??２００６年，张际等人提出了一种光学元件损伤暗场成像检测算法。该算法??的主要思想为图像处理中的聚类理论，通过计算图像中未标记点的欧拉距离，可??以识别
及跟踪效率＠］。通过分析Ｆ?０?ＤＩ系统采集的暗场图像中的真实损伤??与硬件反射噪声特征的区别，采用机器学习算法对真伪损伤进行自动识别与分类，??对硬件反射这一伪损伤识别的准确性达到９９．８％以上，提高了损伤识别的正确率。??随着ＩＣＦ激光装置的建造，国内也开始对大型激光装置中的光学元件损伤??在线检测技术进行初步的探索与研究。??２００４年，任冰强等人研制了一套应用于大型激光装置的光学元件损伤在??线检测系统。该系统主要由照明平行光管、接收平行光管和图像接收与处理系统??组成，如图１．２所示。由损伤点产生的散射光经平面反射镜与分光镜反射后，成??像在ＣＣＤ靶面上。由于该方案使用的照明平行光管和接收平行光管的口径都比??较小，检测效率不够高。??ｏｐｔｉｃｓ?ｏｒ?ｓａｍｐｌｅ?ｉｎ?ｑｕｅｓｔｉｏｎ??ｍｉｒｒｏｒ?????１?????ｉ?ｉ?ｅｙｅｐｉｅｃｅ?，——ｉ???Ｗ?ＣＣＤ?ｉｆ－?＾?＇????＾＾＾＝＝１?Ｉ?｜??ｉｎｔｅｒｎａｌｌｙ?ｆｏｃｕｓｉｎｇ?／：：土．－ＬｙＪ?？??｜?ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ?ｃｏｍｐｕｔｅｒ??ｉ?ｉ?ｉ??ｉ?翁?ｉ??］?ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ?ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ??ｉ?ｉ?ｉ??ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ?｜??（ｊｊ?ｄｉｏｄｅ－ｐｕｉｎｐｅｄ?Ｎｄ：＇＼ｒ＼Ｔ０４?ｌａｓｅｒ?ａｐｐａｒａｔｕｓ?｜??图１．２应用于大型激光装置的光学元件损伤在线捡测系统??２００６年，张际等人提出了一种光学元件损伤暗场成像检测算法。该算法??的主要思想为图像处理中的聚类理论，通过计算图像中未标记点的欧拉距离，可??以识别
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于损伤图像特征的激光薄膜损伤判别研究[J]. 耿帅,苏俊宏. 西安工业大学学报. 2019(01)
[2]等离子体闪光法识别薄膜损伤的误判消除方法[J]. 汪桂霞,苏俊宏,徐均琪,时凯. 光谱学与光谱分析. 2018(11)
[3]光学元件激光损伤在线检测装置[J]. 史亚莉,陶显,周信达,张家斌,丁磊,张正涛. 红外与激光工程. 2018(04)
[4]光学元件表面缺陷检测方法研究现状[J]. 向弋川,林有希,任志英. 光学仪器. 2018(01)
[5]基于振镜扫描方式的光学元件表面损伤检测[J]. 郭亚晶,唐顺兴,姜秀青,朱宝强,林尊琪. 光学学报. 2017(06)
[6]光学元件激光诱导损伤分析及实验研究[J]. 王洪祥,沈璐,李成福,白桦,周岩. 中国激光. 2017(03)
[7]一种快速非局部均值图像去噪方法（英文）[J]. 伍世虔,杨超,蒋俊,曾良才. 西安邮电大学学报. 2016(06)
[8]光电探测器激光损伤判别法与发展现状[J]. 高润,牛春晖,李晓英,吕勇. 红外技术. 2016(08)
[9]一种激光损伤阈值测试新方法[J]. 葛锦蔓,苏俊宏,陈磊,吕宁. 光谱学与光谱分析. 2016(05)
[10]基于光声效应的激光超声波检测技术[J]. 郭瑞鹏,王海涛,徐君,胡国星,曾伟,杨先明. 无损检测. 2015(10)
博士论文
[1]强激光诱导光学元件损伤的研究[D]. 邱荣.中国工程物理研究院 2013
[2]强激光复杂光机组件光学元件激光损伤在线检测技术研究[D]. 彭志涛.中国工程物理研究院 2011
硕士论文
[1]基于机器视觉的光学元件损伤在线检测研究[D]. 陈静.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2017
[2]光学材料激光诱导损伤的模拟与实验研究[D]. 陈力子.浙江大学 2014
[3]相衬成像中的空间滤波研究[D]. 袁圣平.昆明理工大学 2011
[4]大口径熔石英元件表面激光损伤特性研究[D]. 黄晚晴.中国工程物理研究院 2009
[5]高功率固体激光光学元件损伤在线检测装置的研究[D]. 解亚平.华中科技大学 2006
[6]精密表面缺陷特性及光学显微散射成像系统的研究[D]. 孙丹丹.浙江大学 2006
[7]强激光光学膜层损伤判据及检测方法研究[D]. 甘荣兵.四川大学 2002
本文编号：3572867
【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＦＯＤＩ系统示意图丨２８］??２０】０年，ＬＬＮＬ在ＦＯＤ丨系统中采用机器学习工具和数据挖掘技术进行光学??
及跟踪效率＠］。通过分析Ｆ?０?ＤＩ系统采集的暗场图像中的真实损伤??与硬件反射噪声特征的区别，采用机器学习算法对真伪损伤进行自动识别与分类，??对硬件反射这一伪损伤识别的准确性达到９９．８％以上，提高了损伤识别的正确率。??随着ＩＣＦ激光装置的建造，国内也开始对大型激光装置中的光学元件损伤??在线检测技术进行初步的探索与研究。??２００４年，任冰强等人研制了一套应用于大型激光装置的光学元件损伤在??线检测系统。该系统主要由照明平行光管、接收平行光管和图像接收与处理系统??组成，如图１．２所示。由损伤点产生的散射光经平面反射镜与分光镜反射后，成??像在ＣＣＤ靶面上。由于该方案使用的照明平行光管和接收平行光管的口径都比??较小，检测效率不够高。??ｏｐｔｉｃｓ?ｏｒ?ｓａｍｐｌｅ?ｉｎ?ｑｕｅｓｔｉｏｎ??ｍｉｒｒｏｒ?????１?????ｉ?ｉ?ｅｙｅｐｉｅｃｅ?，——ｉ???Ｗ?ＣＣＤ?ｉｆ－?＾?＇????＾＾＾＝＝１?Ｉ?｜??ｉｎｔｅｒｎａｌｌｙ?ｆｏｃｕｓｉｎｇ?／：：土．－ＬｙＪ?？??｜?ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ?ｃｏｍｐｕｔｅｒ??ｉ?ｉ?ｉ??ｉ?翁?ｉ??］?ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ?ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ??ｉ?ｉ?ｉ??ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ?｜??（ｊｊ?ｄｉｏｄｅ－ｐｕｉｎｐｅｄ?Ｎｄ：＇＼ｒ＼Ｔ０４?ｌａｓｅｒ?ａｐｐａｒａｔｕｓ?｜??图１．２应用于大型激光装置的光学元件损伤在线捡测系统??２００６年，张际等人提出了一种光学元件损伤暗场成像检测算法。该算法??的主要思想为图像处理中的聚类理论，通过计算图像中未标记点的欧拉距离，可??以识别
及跟踪效率＠］。通过分析Ｆ?０?ＤＩ系统采集的暗场图像中的真实损伤??与硬件反射噪声特征的区别，采用机器学习算法对真伪损伤进行自动识别与分类，??对硬件反射这一伪损伤识别的准确性达到９９．８％以上，提高了损伤识别的正确率。??随着ＩＣＦ激光装置的建造，国内也开始对大型激光装置中的光学元件损伤??在线检测技术进行初步的探索与研究。??２００４年，任冰强等人研制了一套应用于大型激光装置的光学元件损伤在??线检测系统。该系统主要由照明平行光管、接收平行光管和图像接收与处理系统??组成，如图１．２所示。由损伤点产生的散射光经平面反射镜与分光镜反射后，成??像在ＣＣＤ靶面上。由于该方案使用的照明平行光管和接收平行光管的口径都比??较小，检测效率不够高。??ｏｐｔｉｃｓ?ｏｒ?ｓａｍｐｌｅ?ｉｎ?ｑｕｅｓｔｉｏｎ??ｍｉｒｒｏｒ?????１?????ｉ?ｉ?ｅｙｅｐｉｅｃｅ?，——ｉ???Ｗ?ＣＣＤ?ｉｆ－?＾?＇????＾＾＾＝＝１?Ｉ?｜??ｉｎｔｅｒｎａｌｌｙ?ｆｏｃｕｓｉｎｇ?／：：土．－ＬｙＪ?？??｜?ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ?ｃｏｍｐｕｔｅｒ??ｉ?ｉ?ｉ??ｉ?翁?ｉ??］?ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ?ｃｏｌｌｉｍａｔｏｒ??ｉ?ｉ?ｉ??ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ?｜??（ｊｊ?ｄｉｏｄｅ－ｐｕｉｎｐｅｄ?Ｎｄ：＇＼ｒ＼Ｔ０４?ｌａｓｅｒ?ａｐｐａｒａｔｕｓ?｜??图１．２应用于大型激光装置的光学元件损伤在线捡测系统??２００６年，张际等人提出了一种光学元件损伤暗场成像检测算法。该算法??的主要思想为图像处理中的聚类理论，通过计算图像中未标记点的欧拉距离，可??以识别
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于损伤图像特征的激光薄膜损伤判别研究[J]. 耿帅,苏俊宏. 西安工业大学学报. 2019(01)
[2]等离子体闪光法识别薄膜损伤的误判消除方法[J]. 汪桂霞,苏俊宏,徐均琪,时凯. 光谱学与光谱分析. 2018(11)
[3]光学元件激光损伤在线检测装置[J]. 史亚莉,陶显,周信达,张家斌,丁磊,张正涛. 红外与激光工程. 2018(04)
[4]光学元件表面缺陷检测方法研究现状[J]. 向弋川,林有希,任志英. 光学仪器. 2018(01)
[5]基于振镜扫描方式的光学元件表面损伤检测[J]. 郭亚晶,唐顺兴,姜秀青,朱宝强,林尊琪. 光学学报. 2017(06)
[6]光学元件激光诱导损伤分析及实验研究[J]. 王洪祥,沈璐,李成福,白桦,周岩. 中国激光. 2017(03)
[7]一种快速非局部均值图像去噪方法（英文）[J]. 伍世虔,杨超,蒋俊,曾良才. 西安邮电大学学报. 2016(06)
[8]光电探测器激光损伤判别法与发展现状[J]. 高润,牛春晖,李晓英,吕勇. 红外技术. 2016(08)
[9]一种激光损伤阈值测试新方法[J]. 葛锦蔓,苏俊宏,陈磊,吕宁. 光谱学与光谱分析. 2016(05)
[10]基于光声效应的激光超声波检测技术[J]. 郭瑞鹏,王海涛,徐君,胡国星,曾伟,杨先明. 无损检测. 2015(10)
博士论文
[1]强激光诱导光学元件损伤的研究[D]. 邱荣.中国工程物理研究院 2013
[2]强激光复杂光机组件光学元件激光损伤在线检测技术研究[D]. 彭志涛.中国工程物理研究院 2011
硕士论文
[1]基于机器视觉的光学元件损伤在线检测研究[D]. 陈静.中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所) 2017
[2]光学材料激光诱导损伤的模拟与实验研究[D]. 陈力子.浙江大学 2014
[3]相衬成像中的空间滤波研究[D]. 袁圣平.昆明理工大学 2011
[4]大口径熔石英元件表面激光损伤特性研究[D]. 黄晚晴.中国工程物理研究院 2009
[5]高功率固体激光光学元件损伤在线检测装置的研究[D]. 解亚平.华中科技大学 2006
[6]精密表面缺陷特性及光学显微散射成像系统的研究[D]. 孙丹丹.浙江大学 2006
[7]强激光光学膜层损伤判据及检测方法研究[D]. 甘荣兵.四川大学 2002
本文编号：3572867
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