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基于旁瓣光束衍射反演的强激光远场焦斑测量方法
被引量：
3
1
作者
王拯洲
王力
+4 位作者
魏际同
王伟
李刚
弋东驰
王亚军
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期380-402,共23页
针对大型激光装置使用纹影法无法实现旁瓣光束弱信号区域光强分布精确测量的问题,提出了基于旁瓣光束衍射反演的纹影法强激光远场焦斑测量方法。采用逆向推演间接测量的研究方法,沿光路传播逆方向推导,以旁瓣光束衍射光强图像和相位图...
针对大型激光装置使用纹影法无法实现旁瓣光束弱信号区域光强分布精确测量的问题,提出了基于旁瓣光束衍射反演的纹影法强激光远场焦斑测量方法。采用逆向推演间接测量的研究方法,沿光路传播逆方向推导,以旁瓣光束衍射光强图像和相位图像作为输入,通过计算获得未遮挡前旁瓣光束远场焦斑分布。相比传统基于纹影的远场焦斑测量方法,本文的主要改进和优化措施为:首先,基于旁瓣光束衍射反演的原理和间接测量的思想,改进纹影法强激光远场焦斑测量数学模型,从理论角度揭示该模型的合理性;其次,实验仿真强激光远场焦斑测量的整个过程,主要步骤为旁瓣光束衍射、加噪去噪、旁瓣光束衍射反演、焦斑重构等,验证了该方法的可行性;最后,将改进的DnCNN算法用于去除主瓣和旁瓣光束12位科学CCD图像不同级别(0~75 dB)的噪声,提升了远场焦斑的重构精度。实验结果表明:该方法不仅消除了纹影小球对旁瓣光束衍射的影响,而且获得了真实的旁瓣光束弱信号区域的光强分布,包括旁瓣光束各个波峰的幅值和位置、动态范围比值等远场焦斑测量重要参数,其中重构焦斑动态范围比值与理论焦斑动态范围比值之间的误差为3.20%,提高了基于纹影的强激光远场焦斑测量的可信度和实验精度。
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关键词
远场焦斑测量
纹影法
焦斑重构
DnCNN
旁瓣光束衍射反演
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职称材料
基于旁瓣光束衍射反演的远场测量旁瓣波峰参数检测方法
被引量：
1
2
作者
王拯洲
段亚轩
+2 位作者
王力
李刚
郭嘉富
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023年第1期65-81,共17页
针对强激光远场测量不能有效识别旁瓣光束任意方向各个旁瓣波峰参数的问题,提出了基于旁瓣光束衍射反演的远场测量旁瓣波峰参数的检测方法。对旁瓣光束图像按照选定的角度采样间隔进行量化,使用角度变换将二维旁瓣光束图像转化为全方向...
针对强激光远场测量不能有效识别旁瓣光束任意方向各个旁瓣波峰参数的问题,提出了基于旁瓣光束衍射反演的远场测量旁瓣波峰参数的检测方法。对旁瓣光束图像按照选定的角度采样间隔进行量化,使用角度变换将二维旁瓣光束图像转化为全方向的一维旁瓣光束曲线集合,检测每一个角度的一维旁瓣光束曲线的各个旁瓣波峰参数,从而获得旁瓣光束任意方向各个旁瓣波峰的参数。主要优化措施为:(1)使用角度变换将二维旁瓣光束图像转化为全方向的一维旁瓣光束曲线集合;(2)检测每一个角度的一维旁瓣光束曲线的各个旁瓣波峰的参数,统计所有方向的各个旁瓣峰值,生成每个旁瓣波峰的极大值圆环;(3)统计每个旁瓣波峰极大值圆环的灰度均值,将各个旁瓣波峰极大值圆环的灰度均值与本底噪声进行比较,选择大于本底噪声1.5倍的最小波峰均值为整个旁瓣光束的最小可测旁瓣波峰信号。实验结果表明:该方法能够有效检测旁瓣光束任意方向各个旁瓣波峰的参数,任意方向上灰度极大值均值与理论值灰度极大值误差为0.477,5个波峰的极大值圆环半径均值与理论值半径之间误差小于1个像素。该方法提高了基于旁瓣光束衍射反演的远场测量的实验精度和可信度,为将来大科学装置强激光远场的精确测量奠定基础。
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关键词
远场测量
纹影法
旁瓣光束衍射反演
角度变换
旁瓣
波峰参数检测
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职称材料
题名
基于旁瓣光束衍射反演的强激光远场焦斑测量方法
被引量：
3
1
作者
王拯洲
王力
魏际同
王伟
李刚
弋东驰
王亚军
机构
中国科学院西安光学精密机械研究所
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第4期380-402,共23页
基金
国家自然科学基金项目(No.61705254,No.U1930118)
陕西省重点研发计划项目(No.2020GY-114)。
文摘
针对大型激光装置使用纹影法无法实现旁瓣光束弱信号区域光强分布精确测量的问题,提出了基于旁瓣光束衍射反演的纹影法强激光远场焦斑测量方法。采用逆向推演间接测量的研究方法,沿光路传播逆方向推导,以旁瓣光束衍射光强图像和相位图像作为输入,通过计算获得未遮挡前旁瓣光束远场焦斑分布。相比传统基于纹影的远场焦斑测量方法,本文的主要改进和优化措施为:首先,基于旁瓣光束衍射反演的原理和间接测量的思想,改进纹影法强激光远场焦斑测量数学模型,从理论角度揭示该模型的合理性;其次,实验仿真强激光远场焦斑测量的整个过程,主要步骤为旁瓣光束衍射、加噪去噪、旁瓣光束衍射反演、焦斑重构等,验证了该方法的可行性;最后,将改进的DnCNN算法用于去除主瓣和旁瓣光束12位科学CCD图像不同级别(0~75 dB)的噪声,提升了远场焦斑的重构精度。实验结果表明:该方法不仅消除了纹影小球对旁瓣光束衍射的影响,而且获得了真实的旁瓣光束弱信号区域的光强分布,包括旁瓣光束各个波峰的幅值和位置、动态范围比值等远场焦斑测量重要参数,其中重构焦斑动态范围比值与理论焦斑动态范围比值之间的误差为3.20%,提高了基于纹影的强激光远场焦斑测量的可信度和实验精度。
关键词
远场焦斑测量
纹影法
焦斑重构
DnCNN
旁瓣光束衍射反演
Keywords
measurement for far-field focal spot
schlieren method
reconstruction of focal spot
DnCNN denoising
sidelobe diffraction inversion
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
基于旁瓣光束衍射反演的远场测量旁瓣波峰参数检测方法
被引量：
1
2
作者
王拯洲
段亚轩
王力
李刚
郭嘉富
机构
中国科学院西安光学精密机械研究所
中国科学院大学
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023年第1期65-81,共17页
基金
国家自然科学基金(61705254,U1930118)
陕西省重点研发计划(2022GY-005,2020GY-114)。
文摘
针对强激光远场测量不能有效识别旁瓣光束任意方向各个旁瓣波峰参数的问题,提出了基于旁瓣光束衍射反演的远场测量旁瓣波峰参数的检测方法。对旁瓣光束图像按照选定的角度采样间隔进行量化,使用角度变换将二维旁瓣光束图像转化为全方向的一维旁瓣光束曲线集合,检测每一个角度的一维旁瓣光束曲线的各个旁瓣波峰参数,从而获得旁瓣光束任意方向各个旁瓣波峰的参数。主要优化措施为:(1)使用角度变换将二维旁瓣光束图像转化为全方向的一维旁瓣光束曲线集合;(2)检测每一个角度的一维旁瓣光束曲线的各个旁瓣波峰的参数,统计所有方向的各个旁瓣峰值,生成每个旁瓣波峰的极大值圆环;(3)统计每个旁瓣波峰极大值圆环的灰度均值,将各个旁瓣波峰极大值圆环的灰度均值与本底噪声进行比较,选择大于本底噪声1.5倍的最小波峰均值为整个旁瓣光束的最小可测旁瓣波峰信号。实验结果表明:该方法能够有效检测旁瓣光束任意方向各个旁瓣波峰的参数,任意方向上灰度极大值均值与理论值灰度极大值误差为0.477,5个波峰的极大值圆环半径均值与理论值半径之间误差小于1个像素。该方法提高了基于旁瓣光束衍射反演的远场测量的实验精度和可信度,为将来大科学装置强激光远场的精确测量奠定基础。
关键词
远场测量
纹影法
旁瓣光束衍射反演
角度变换
旁瓣
波峰参数检测
Keywords
far field measurement
schlieren method
diffraction inversion of sidelobe beam
angle transformation
parameter detection of sidelobe peaks
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于旁瓣光束衍射反演的强激光远场焦斑测量方法
王拯洲
王力
魏际同
王伟
李刚
弋东驰
王亚军
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
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职称材料
2
基于旁瓣光束衍射反演的远场测量旁瓣波峰参数检测方法
王拯洲
段亚轩
王力
李刚
郭嘉富
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2023
1
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职称材料
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