图像传感器的非线性特性对光束质量测量的影响
发布时间：2021-07-30 08:03
激光探测、激光通信和激光精密加工等众多领域对国内测试仪器市场提出了能全面、快速并准确地评价激光器的性能参数的要求。图像传感器本身具有非线性响应特性等缺点,会对光束质量的测量带来一定的影响,分析图像传感器的非线性特性对光束质量测量的影响,对于正确评价激光光束质量,提高光束质量的测量精度,为激光在各个应用领域的广泛推广及运用奠定了基础。本文首先对激光束的参数描述、光束质量评价指标以及光束质量的测量原理进行理论研究,然后,针对图像传感器的非线性特性和噪声特性的存在,主要做了两方面的工作:第一,为了降低图像传感器的噪声以及环境背景噪声的影响,对光斑图像进行了去噪处理,有效地对噪声进行了抑制;第二,提出了一种改进的图像传感器光电响应标定方法,解决了传统光电响应标定方法存在的实验操作繁琐,不能进行多次采样以及标定后线性区间范围窄,灰度利用率低的问题,提高了图像传感器的灰度利用率,可实现快速实时的在线标定工作。最后,通过选用面阵型CCD作为测量元件,搭建基于CCD的非线性响应特性系统实验平台,验证了CCD的非线性响应特性的存在,同时利用统计学方法对三款不同型号的CCD相机进行线性标定,在此基础上,分...
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 对CCD的噪声特性研究
1.2.2 对CCD的非均匀性的研究
1.2.3 对CCD的非线性响应特性的研究
1.2.4 对CCD光电响应特性标定方法的研究
1.3 主要研究内容和章节安排
第2章 激光光束质量理论研究
2.1 激光光束参数与质量评价
2.1.1 激光光束参数描述
2.1.2 激光光束质量评价
2.2 传统的光束测量方法
2.2.1 可变光阑法
2.2.2 移动刀口法
2.2.3 狭缝扫描法
2.2.4 功率衰减法
2.3 基于焦散测量法的激光光束质量M2因子的测量方法
2.4 本章小结
第3章 CCD的非线性响应特性分析和光电响应标定
3.1 图像传感器的光电响应特性分析
3.1.1 CCD与CMOS的比较
3.1.2 CCD的非线性响应特性研究
3.1.3 CCD的噪声特性影响分析
3.1.4 CCD标定的图像处理算法
3.2 CCD光电响应线性标定方法的研究
3.2.1 传统的图像传感器标定法
3.2.2 图像灰度修正法
3.3 一种改进的CCD光电响应标定方法
3.4 本章小结
第4章 实验结果与数据分析
4.1 基于CCD的光电响应特性测量系统的设计
4.2 CCD的非线性响应特性结果分析
4.3 CCD的非线性响应特性对光束束宽的影响结果分析
4.4 CCD的非线性响应特性对远场发散角的影响结果分析
4.5 CCD的非线性响应特性对M~2因子的影响结果分析
4.6 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 论文主要工作内容总结
5.2 研究展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]线阵CCD光电响应非线性特性测定与分析[J]. 赵友全,江磊,何峰,翟瑞伟,刘潇,徐巧艳. 光电工程. 2015(07)
[2]CCD光电响应非线性特性对高功率激光光束质量评价的影响[J]. 刘亚群,唐顺兴,郭亚晶,崔子健,姜秀青,朱宝强. 中国激光. 2015(04)
[3]强激光近场分布测量中科学级CCD的非均匀性校正[J]. 蔺辉,刘立力,田新锋,郝芸. 红外与激光工程. 2014(07)
[4]影响基于CCD相机激光光束宽度精确测量的因素[J]. 王艳萍,王茜蒨,马冲. 中国激光. 2014(02)
[5]面阵CMOS图像传感器性能测试及图像处理[J]. 董建婷,杨小乐,董杰. 红外与激光工程. 2013(12)
[6]CCD摄像法采集激光光斑图像方法研究[J]. 张海庄,孟智勇,丁帅,李鹏,曾庆平. 光学与光电技术. 2013(05)
[7]远场激光光斑图像处理方法研究[J]. 张海庄,姚梅,雷萍,李鹏,曾庆平. 激光技术. 2013(04)
[8]CCD相机输出非均匀性线性校正系数的定标[J]. 刘则洵,全先荣,任建伟,李宪圣,万志,李葆勇,孙景旭. 红外与激光工程. 2012(08)
[9]利用光束质量分析仪测量M2因子[J]. 黄林昊,廖学兵,赵海燕,彭磊. 红外与激光工程. 2012(08)
[10]CCD光电响应非线性特性对激光远场焦斑测量及光束质量计算的影响[J]. 贺元兴,李新阳. 中国激光. 2012(04)
博士论文
[1]激光光束质量评价及测量方法研究[D]. 贺元兴.国防科学技术大学 2012
[2]激光光束质量对光束传输聚焦和加工质量的影响[D]. 陈虹.北京工业大学 2006
硕士论文
[1]基于线阵CCD的光谱数据采集系统设计[D]. 江磊.天津大学 2014
[2]激光光束质量评价方法与光束特性参数测量系统[D]. 李伟.长春理工大学 2009
本文编号：3311036
【文章来源】：长春理工大学吉林省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 研究目的和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 对CCD的噪声特性研究
1.2.2 对CCD的非均匀性的研究
1.2.3 对CCD的非线性响应特性的研究
1.2.4 对CCD光电响应特性标定方法的研究
1.3 主要研究内容和章节安排
第2章 激光光束质量理论研究
2.1 激光光束参数与质量评价
2.1.1 激光光束参数描述
2.1.2 激光光束质量评价
2.2 传统的光束测量方法
2.2.1 可变光阑法
2.2.2 移动刀口法
2.2.3 狭缝扫描法
2.2.4 功率衰减法
2.3 基于焦散测量法的激光光束质量M2因子的测量方法
2.4 本章小结
第3章 CCD的非线性响应特性分析和光电响应标定
3.1 图像传感器的光电响应特性分析
3.1.1 CCD与CMOS的比较
3.1.2 CCD的非线性响应特性研究
3.1.3 CCD的噪声特性影响分析
3.1.4 CCD标定的图像处理算法
3.2 CCD光电响应线性标定方法的研究
3.2.1 传统的图像传感器标定法
3.2.2 图像灰度修正法
3.3 一种改进的CCD光电响应标定方法
3.4 本章小结
第4章 实验结果与数据分析
4.1 基于CCD的光电响应特性测量系统的设计
4.2 CCD的非线性响应特性结果分析
4.3 CCD的非线性响应特性对光束束宽的影响结果分析
4.4 CCD的非线性响应特性对远场发散角的影响结果分析
4.5 CCD的非线性响应特性对M~2因子的影响结果分析
4.6 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 论文主要工作内容总结
5.2 研究展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]线阵CCD光电响应非线性特性测定与分析[J]. 赵友全,江磊,何峰,翟瑞伟,刘潇,徐巧艳. 光电工程. 2015(07)
[2]CCD光电响应非线性特性对高功率激光光束质量评价的影响[J]. 刘亚群,唐顺兴,郭亚晶,崔子健,姜秀青,朱宝强. 中国激光. 2015(04)
[3]强激光近场分布测量中科学级CCD的非均匀性校正[J]. 蔺辉,刘立力,田新锋,郝芸. 红外与激光工程. 2014(07)
[4]影响基于CCD相机激光光束宽度精确测量的因素[J]. 王艳萍,王茜蒨,马冲. 中国激光. 2014(02)
[5]面阵CMOS图像传感器性能测试及图像处理[J]. 董建婷,杨小乐,董杰. 红外与激光工程. 2013(12)
[6]CCD摄像法采集激光光斑图像方法研究[J]. 张海庄,孟智勇,丁帅,李鹏,曾庆平. 光学与光电技术. 2013(05)
[7]远场激光光斑图像处理方法研究[J]. 张海庄,姚梅,雷萍,李鹏,曾庆平. 激光技术. 2013(04)
[8]CCD相机输出非均匀性线性校正系数的定标[J]. 刘则洵,全先荣,任建伟,李宪圣,万志,李葆勇,孙景旭. 红外与激光工程. 2012(08)
[9]利用光束质量分析仪测量M2因子[J]. 黄林昊,廖学兵,赵海燕,彭磊. 红外与激光工程. 2012(08)
[10]CCD光电响应非线性特性对激光远场焦斑测量及光束质量计算的影响[J]. 贺元兴,李新阳. 中国激光. 2012(04)
博士论文
[1]激光光束质量评价及测量方法研究[D]. 贺元兴.国防科学技术大学 2012
[2]激光光束质量对光束传输聚焦和加工质量的影响[D]. 陈虹.北京工业大学 2006
硕士论文
[1]基于线阵CCD的光谱数据采集系统设计[D]. 江磊.天津大学 2014
[2]激光光束质量评价方法与光束特性参数测量系统[D]. 李伟.长春理工大学 2009
本文编号：3311036
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