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熵阈值分割下空间光通信网络激光光斑定位
1
作者 陆俊杰 汪永吉 《激光杂志》 北大核心 2025年第6期145-151,共7页
在空间光通信中,激光光斑受到天空背景光、云层遮挡、其他光源干扰等多种因素的影响,导致图像质量下降。为此,提出熵阈值分割下的空间光通信网络激光光斑定位方法。由灵敏度较高的CCD相机对激光光斑完成采集,引入熵阈值分割理念,根据图... 在空间光通信中,激光光斑受到天空背景光、云层遮挡、其他光源干扰等多种因素的影响,导致图像质量下降。为此,提出熵阈值分割下的空间光通信网络激光光斑定位方法。由灵敏度较高的CCD相机对激光光斑完成采集,引入熵阈值分割理念,根据图像内容的复杂度计算最佳阈值,从而实现对不同光照条件、噪声水平下激光光斑的初分割。引入网格单元划分策略,将初分割图像划分为多个小区域,并在每个区域内独立进行光斑检测,减小全局干扰对定位结果的影响,完成激光光斑图像预处理。通过调整BP神经网络的结构和训练参数,针对预处理图像进行训练,输出高精度的光斑定位结果。实验结果表明,所提方法取得的绝对误差值低,且可以精准定位到激光光斑所在位置。 展开更多
关键词 熵阈值分割 空间光通信网络 激光光斑定位 BP神经网络 网格单元划分
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基于视觉传达技术的激光光斑图像超分辨率重建方法
2
作者 魏会廷 陈永光 王祺 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第6期156-160,共5页
激光光斑图像在成像过程中易受到成像条件和成像方式的限制,导致激光光斑图像的分辨率比较低,难以满足实际需求。为此,提出基于视觉传达技术的激光光斑图像超分辨率重建方法。采用视觉传达技术采集激光光斑图像,并使用双树复小波阈值方... 激光光斑图像在成像过程中易受到成像条件和成像方式的限制,导致激光光斑图像的分辨率比较低,难以满足实际需求。为此,提出基于视觉传达技术的激光光斑图像超分辨率重建方法。采用视觉传达技术采集激光光斑图像,并使用双树复小波阈值方法对激光光斑图像去噪处理,通过改进稠密神经网络提取激光光斑图像特征,基于奇异值分解方法降低字典中原子的数目,改进稀疏表达正则化方法,实现激光光斑图像的超分辨率重建。实验结果表明,所提方法的低分辨率图像重建结果与原始图像更加接近,重建图像的结构相似度均在0.9以上,证明该方法的重建效果好、更适合实际应用。 展开更多
关键词 视觉传达技术 激光光斑图像 双树复小波 稀疏表示正则化 超分辨率重建
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复杂光线环境下星载激光光斑图像特征参数提取
3
作者 王腾 李凯勇 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第9期141-145,共5页
星载激光光斑图像易受采集时复杂光线背景的影响,导致激光光斑特征参数提取精度不佳,由此提出复杂光线环境下星载激光光斑图像特征参数提取方法。首先,基于光照校正的Retinex图像增强算法光照补偿及增强星载激光光斑图像,以消除复杂光... 星载激光光斑图像易受采集时复杂光线背景的影响,导致激光光斑特征参数提取精度不佳,由此提出复杂光线环境下星载激光光斑图像特征参数提取方法。首先,基于光照校正的Retinex图像增强算法光照补偿及增强星载激光光斑图像,以消除复杂光线环境的影响;其次,基于二次阈值分割与形态学消噪结合方法提取光斑边界;最后,使用一阶灰度重心法与椭圆拟合结合方法完成激光光斑图像特征参数提取。仿真结果表明,所提方法的星载激光光斑图像特征参数提取精度保持在95%以上,具有较好的提取性能。 展开更多
关键词 光照校正 星载激光光斑图像 Retinex图像增强算法 二次阈值分割 特征参数提取
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一种新型抗畸变激光光斑检测算法研究
4
作者 吴启元 李武森 陈文建 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1063-1068,共6页
为了研究大坝内部的沉降和水平位移,设计了一种精密的微位移测量装置。其中,基于二维图像处理的激光光斑位移检测算法为该装置重要的组成部分。本文提出了一种抗畸变激光光斑中心检测算法,通过对原始光斑进行阈值分割,得出光斑发散部分... 为了研究大坝内部的沉降和水平位移,设计了一种精密的微位移测量装置。其中,基于二维图像处理的激光光斑位移检测算法为该装置重要的组成部分。本文提出了一种抗畸变激光光斑中心检测算法,通过对原始光斑进行阈值分割,得出光斑发散部分的图像,并通过闭操作和高斯滤波对之进行降噪和平滑。然后,用sobel算子对其进行边缘检测,从而得出较为光滑的边缘轮廓。最后,对其进行抗畸变激光光斑中心检测算法的处理,确定光斑中心。同时,又通过实验装置来采集一系列激光光斑图像,并用传统激光光斑中心检测算法和抗畸变激光光斑中心检测算法对其进行了处理并进行比较。结果表明,抗畸变激光光斑中心检测算法精度最高,有效消除了远距离光斑的畸变对光斑中心计算的影响。 展开更多
关键词 大坝监测 激光光斑中心检测 微位移测量
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基于稀疏表示的激光光斑复原方法
5
作者 黄明柱 富容国 +4 位作者 于祥 吕行 马凌芸 张华楠 王鹏 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第3期543-548,共6页
使用探测器阵列对远场激光光斑分布进行测量,是目前评价激光大气传输特性以及激光发射系统性能的重要方法。利用阵列探测器对高能激光系统性能进行评估,需要准确复原探测器测量所得的激光远场光斑。介绍了一种基于字典学习的阵列探测器... 使用探测器阵列对远场激光光斑分布进行测量,是目前评价激光大气传输特性以及激光发射系统性能的重要方法。利用阵列探测器对高能激光系统性能进行评估,需要准确复原探测器测量所得的激光远场光斑。介绍了一种基于字典学习的阵列探测器激光光斑复原方法。首先利用改进后的线性插值算法对原始低采样光斑进行插值,其次介绍了K-SVD(K-singular value decomposition)字典学习算法,将所提方法运用到插值后的图像复原中。此外,用峰值信噪比(peak signal-to-noise ratio,PSNR)和光斑质心偏移量对复原图像进行量化对比。该算法复原的图像PSNR比传统算法高出4 dB~5 dB,光斑质心偏差量在x轴和y轴方向与传统算法相比分别降低了14.7%和12.2%。实验结果表明,所提方法在视觉和量化指标上都取得了良好的光斑图像复原效果。 展开更多
关键词 探测器阵列 激光光斑 字典学习 光斑复原方法
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基于数字图像处理技术的激光光斑位置检测研究 被引量：1
6
作者 夏青 王桂霞 《激光杂志》 CAS 北大核心 2024年第9期208-212,共5页
激光技术在应用过程中,光斑位置检测与确定是其中的关键环节,直接决定着激光技术的应用性能。但是,现有光斑位置检测方法由于应用手段的缺陷,存在着检测时间过长、检测精度较低等问题,故提出基于数字图像处理技术的激光光斑位置检测研... 激光技术在应用过程中,光斑位置检测与确定是其中的关键环节,直接决定着激光技术的应用性能。但是,现有光斑位置检测方法由于应用手段的缺陷,存在着检测时间过长、检测精度较低等问题,故提出基于数字图像处理技术的激光光斑位置检测研究。使用图像采集设备(相机或者摄像机)获取激光光斑图像,基于数字图像处理技术处理激光光斑图像,以此为基础,采用二维Otsu算法分割激光光斑图像,应用Canny算子提取光斑边缘,通过最小二乘圆拟合方法拟合处理光斑边缘,即可计算出激光光斑中心位置,从而实现了激光光斑位置的精准检测。实验结果显示:应用提出方法获得的光斑位置检测时间最小值为0.1 s,光斑位置检测误差最小值为0.2%,充分证实了提出方法应用性能较佳。 展开更多
关键词 激光光斑 数字图像处理技术 位置检测 检测精准度测试 中心位置计算
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旋转式激光光斑测试仪 被引量：1
7
作者 侯再红 吴毅 汪超 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期334-336,共3页
采用阵列传感器测量光斑方法在实际使用中非常有效 ,但固定阵列在设计中存在一些困难 ,通过旋转系统的设计 ,成功研制出大单元数的阵列光斑测量仪。旋转系统本身的特性要求机械和电路设计采用特殊的结构以解决系统的稳定性。给出了系统... 采用阵列传感器测量光斑方法在实际使用中非常有效 ,但固定阵列在设计中存在一些困难 ,通过旋转系统的设计 ,成功研制出大单元数的阵列光斑测量仪。旋转系统本身的特性要求机械和电路设计采用特殊的结构以解决系统的稳定性。给出了系统研制的设计思想 。 展开更多
关键词 旋转式激光光斑测试仪 阵列测量 旋转系统 激光光斑 设计 传感器
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激光光斑位置精确测量系统 被引量：48
8
作者 黄继鹏 王延杰 +1 位作者 孙宏海 张少迪 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期841-848,共8页
设计了一种激光光斑位置测量系统,用于提高激光照射器监测系统测量激光光斑位置时的测量精度。分别介绍了测量系统的组成及它们的信号连接关系。针对激光光斑图像采集过程中的后向散射现象,提出基于异步距离选通的激光后向散射抑制技术... 设计了一种激光光斑位置测量系统,用于提高激光照射器监测系统测量激光光斑位置时的测量精度。分别介绍了测量系统的组成及它们的信号连接关系。针对激光光斑图像采集过程中的后向散射现象,提出基于异步距离选通的激光后向散射抑制技术。为了克服大气湍流扰动对激光光斑成像的影响,利用改进的盲解卷积算法对激光光斑图像进行事后图像处理。最后,对光斑图像进行畸变校正,并利用高斯曲面拟合算法提取光斑位置。设计了若干仿真实验,并应用该系统处理了实际外场实验。结果表明,所设计的激光光斑位置测量系统的测量精度不超过0.3pixel。 展开更多
关键词 激光光斑 位置测量 激光后向散射 盲解卷积算法 大气湍流 短波红外
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基于圆拟合的激光光斑中心检测算法 被引量：184
9
作者 孔兵 王昭 谭玉山 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2002年第3期275-279,共5页
激光光斑中心检测是光学测量中常用的关键技术。检测算法的精度和速度直接影响了测量的精度及速度 ,传统的检测算法如重心法、Hough变换法等在检测精度或速度上存在不足。基于圆拟合的激光光斑中心检测算法是根据最小二乘原理用圆来逼... 激光光斑中心检测是光学测量中常用的关键技术。检测算法的精度和速度直接影响了测量的精度及速度 ,传统的检测算法如重心法、Hough变换法等在检测精度或速度上存在不足。基于圆拟合的激光光斑中心检测算法是根据最小二乘原理用圆来逼近激光光斑轮廓 ,该算法除了可以检测光斑中心外 ,还可以检测光斑半径 ,达到亚像素级的定位精度 ,具有很快的计算速度 ,可适用于实时的光学测量。 展开更多
关键词 激光光斑 最小二乘算法 图像处理 圆拟合
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激光光斑中心高精度定位算法研究 被引量：23
10
作者 陈和 杨志浩 +2 位作者 郭磐 张寅超 陈思颖 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期181-185,共5页
为提高测风激光雷达系统光学结构能量接收效率,需要对激光雷达系统中的激光光斑中心进行准确定位.通过对常用亚像素定位算法的分析,利用高斯拟合和矩形区域来对灰度重心定位算法进行优化,提出了激光光斑定位的改进算法,并与已有的算法... 为提高测风激光雷达系统光学结构能量接收效率,需要对激光雷达系统中的激光光斑中心进行准确定位.通过对常用亚像素定位算法的分析,利用高斯拟合和矩形区域来对灰度重心定位算法进行优化,提出了激光光斑定位的改进算法,并与已有的算法进行了对比分析,设计并开展了验证试验.试验结果表明改进算法比已有传统算法对激光光斑的定位准确性大幅提高,最大限度地减小光斑形状的不对称所导致的误差,对于光能量分布中心的估计也更为准确,是一种切实可行的光斑中心定位算法. 展开更多
关键词 相干测风激光雷达 激光光斑中心 高斯拟合局部重心法 同轴性检测
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CCD测量激光光斑方法研究 被引量：31
11
作者 胡林亭 卢显葵 +1 位作者 金俊坤 韩福利 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期154-157,共4页
给出了用CCD进行激光光斑成像试验的结果 ,分析了激光光斑的测量精度和测量中存在的问题 。
关键词 CCD 激光光斑 测量方法
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激光光斑重心测试精度理论分析 被引量：19
12
作者 孙爱鲜 王晶 +1 位作者 何衡湘 陈亦庆 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2004年第6期667-669,672,共4页
为了分析激光光斑监测系统在测试激光光斑重心时的测试精度 ,着重从大气传输 ,光学系统的像差 ,近红外CCD光敏面元的大小以及测量的相对位置等几个方面进行了探讨 ,并给出分析数据 。
关键词 测试精度 激光光斑 大气传输 光学系统 近红外CCD
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远场激光光斑图像处理方法研究 被引量：14
13
作者 张海庄 姚梅 +2 位作者 雷萍 李鹏 曾庆平 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期460-463,共4页
常用的基于高斯光束特性的激光光斑图像处理算法,处理远场光斑图像会丢失部分能量较低的光斑数据,致使处理出的光斑能量密度低端精度不能达到0.01μJ/cm2的需求。为了得到更精确的远场激光光斑数据信息,提出了基于噪声特性的激光光斑图... 常用的基于高斯光束特性的激光光斑图像处理算法,处理远场光斑图像会丢失部分能量较低的光斑数据,致使处理出的光斑能量密度低端精度不能达到0.01μJ/cm2的需求。为了得到更精确的远场激光光斑数据信息,提出了基于噪声特性的激光光斑图像自动阈值处理算法。该算法在分析系统噪声特性的基础上,依据3σ原则确定图像提取阈值进行光斑图像处理。通过试验验证了该算法既能够有效抑制系统噪声,又能够改善光斑图像的处理质量,恢复光斑图像丢失的数据信息,使光斑能量密度低端达到探测需求。结果表明,基于噪声特性的光斑图像处理算法能够有效提高远场激光光斑的处理精度,更适用于远场激光光斑图像的处理。 展开更多
关键词 图像处理 阈值提取 激光光斑 CCD摄像法
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基于最优弧的激光光斑中心检测算法 被引量：11
14
作者 曹世康 李东坚 +2 位作者 许瑞华 王伟 王拯洲 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期3492-3496,共5页
激光光斑中心检测是光学测量中常用的关键技术,广泛应用在光学测量系统、光路自动准直系统、激光通信目标跟踪中。为了提高光斑中心及半径的检测精度和抗干扰性,提出了一种基于最优弧的激光光斑中心检测算法,该算法首先根据圆的对称性... 激光光斑中心检测是光学测量中常用的关键技术,广泛应用在光学测量系统、光路自动准直系统、激光通信目标跟踪中。为了提高光斑中心及半径的检测精度和抗干扰性,提出了一种基于最优弧的激光光斑中心检测算法,该算法首先根据圆的对称性排除了受干扰边缘,然后选取对称性好的弧线作为最优弧,最后以最优弧的数据作为拟合数据,利用最小二乘法计算出圆的中心及半径,并与其他算法进行了比较。实验表明,该算法对于中心和半径的定位精度高、计算速度快,并有效地提高了中心检测的抗干扰性,适用于在线实时检测。 展开更多
关键词 激光光斑 圆拟合 最优弧 最小二乘法 图像处理
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CCD中的激光光斑阴影现象及机理 被引量：10
15
作者 张震 周孟莲 +3 位作者 张检民 韦成华 冯国斌 叶锡生 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1365-1371,共7页
对CCD相机在激光辐照下的暂时性失真问题进行了研究。用532nm连续激光辐照以线阵CCD为图像传感器的Piranha HS-41-02K30相机进行了实验,实验发现,激光光斑和3个与其大小、形状皆相似的暗斑同时、等间距地出现于感光阵列方向上。这些暗... 对CCD相机在激光辐照下的暂时性失真问题进行了研究。用532nm连续激光辐照以线阵CCD为图像传感器的Piranha HS-41-02K30相机进行了实验,实验发现,激光光斑和3个与其大小、形状皆相似的暗斑同时、等间距地出现于感光阵列方向上。这些暗斑即为CCD相机在激光辐照下的一种暂时性失真现象,本文称这3个暗斑为光斑阴影。根据实验数据分析了这一现象的规律和产生机理。分析认为,CCD图像传感器4个并行读出电路因共用同一偏置源而相互影响是产生光斑阴影现象的内在机制。推导了共偏置并行电路信号之间相互影响的关系式,由得到的关系式可知,降低公共偏置源与并行读出电路公共节点之间的电阻可减弱上述阴影失真现象;而用4个电压源分别为并行读出电路提供偏置,可以消除这种光斑阴影现象。本文推导的共偏置并行电路影响关系式不仅可解释阴影现象,也可为设计CCD器件时减弱或消除阴影失真提供借鉴。 展开更多
关键词 CCD相机 激光光斑 光斑阴影 并行读出电路
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基于圆拟合的非完整圆激光光斑中心检测算法 被引量：20
16
作者 王拯洲 许瑞华 胡炳樑 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第6期708-711,共4页
为了确定非均匀、非完整圆小孔激光光斑的精确中心,提出一种基于圆拟合的非完整圆小孔激光光斑中心检测新方法。该方法通过灰度形态学算法对激光光斑进行阈值分割,从水平和垂直两个方向检测粗略的激光光斑边缘,利用边界生长法消除比较... 为了确定非均匀、非完整圆小孔激光光斑的精确中心,提出一种基于圆拟合的非完整圆小孔激光光斑中心检测新方法。该方法通过灰度形态学算法对激光光斑进行阈值分割,从水平和垂直两个方向检测粗略的激光光斑边缘,利用边界生长法消除比较短的圆弧和孤立的边缘点,通过反复迭代拟合获得最佳的圆轮廓并拟合出最终的标准圆。实验结果表明本方法精度明显优于传统的大型激光装置自动准直系统中的重心法,完全满足了该系统中对于非均匀、非完整圆小孔激光光斑中心求取的精度要求。 展开更多
关键词 小孔激光光斑 边界生长 圆拟合 图像处理
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基于动态梯度的激光光斑中心定位算法 被引量：8
17
作者 蓝章礼 闫果 +1 位作者 杨小帆 周建廷 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2008年第8期223-226,共4页
为提高激光光斑中心检测的长期稳定性、抗干扰性能和定位精度,在对相关圆心定位算法进行研究的基础上,通过理论分析与实验测试,提出一种基于动态梯度的激光光斑中心定位算法。该算法根据激光光斑特点,利用图像梯度对光斑进行标识与定位... 为提高激光光斑中心检测的长期稳定性、抗干扰性能和定位精度,在对相关圆心定位算法进行研究的基础上,通过理论分析与实验测试,提出一种基于动态梯度的激光光斑中心定位算法。该算法根据激光光斑特点,利用图像梯度对光斑进行标识与定位。实验结果表明,该算法定位精度高,有效提高了激光光斑中心检测的抗干扰性能和长期稳定性,适合对测量精度要求高的长期在线测量。这种新方法已被成功用于自动激光挠度测量系统中。 展开更多
关键词 定位算法 激光光斑 中心 动态梯度
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基于双CCD探测的外场高精度激光光斑测试技术 被引量：11
18
作者 李艳晓 张磊 +1 位作者 张红刚 胡磊力 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期59-64,共6页
激光光斑成像质量是激光制导武器的重要指标之一,为了考核该指标的符合性,分析了通用激光光斑测试技术的优缺点,针对影响外场激光光斑测试精度的几个因素,提出解决外场测试过程中的有效途径。针对应用中的测试需求,采用非接触式的间接... 激光光斑成像质量是激光制导武器的重要指标之一,为了考核该指标的符合性,分析了通用激光光斑测试技术的优缺点,针对影响外场激光光斑测试精度的几个因素,提出解决外场测试过程中的有效途径。针对应用中的测试需求,采用非接触式的间接测量方法,设计了基于双CCD探测的外场高精度激光光斑测试系统,该系统具备记录保存光斑并进行图像处理、实时监控、解算激光编码及误差值、镜前空间能量密度变化和激光脉冲漏散率等功能,具有测试动态范围大、分辨率较高、抗外界干扰性强、使用方便等特点,能够实现外场高精度的激光光斑测试与分析评估。通过外场的测试应用与分析,该测试系统解决了外场激光光斑测试中的问题,在外场靶试过程中发挥出了重要的作用。 展开更多
关键词 激光光斑采集 双CCD探测 激光镜前能量密度 图像处理
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基于圆定位算法的远场激光光斑中心测量 被引量：6
19
作者 张海庄 李钟敏 +2 位作者 楚振锋 刘志林 夏润波 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期71-74,共4页
激光光束中心位置的测量精度直接决定了激光武器的作战效能,由于激光武器都是远距离作战,传统激光光斑中心位置测量算法对远距离激光光斑中心的检测都存在一定的不足;在对传统激光光斑中心位置计算方法实际应用局限性进行研究的基础上,... 激光光束中心位置的测量精度直接决定了激光武器的作战效能,由于激光武器都是远距离作战,传统激光光斑中心位置测量算法对远距离激光光斑中心的检测都存在一定的不足;在对传统激光光斑中心位置计算方法实际应用局限性进行研究的基础上,提出了圆定位算法确定激光光斑中心位置的方法,通过试验验证了该算法的有效性,并将该算法成功运用于实际的远场激光光斑测量设备中。 展开更多
关键词 圆定位算法 激光光斑 空间分布 激光散斑
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激光光斑及束腰光斑尺寸的测量研究 被引量：11
20
作者 李文成 谷晋骐 王涌萍 《应用光学》 CAS CSCD 2002年第3期30-33,共4页
激光光斑尺寸和激光束腰光斑尺寸是衡量激光器性能的重要参数。本文探讨用 CCD作为探测传感器精确地测出激光光斑尺寸和束腰光斑尺寸 ,克服了传统测量的繁杂过程 [1] ,并用计算机进行控制及数据处理 ,大大提高了测量精度和效率 。
关键词 激光光斑尺寸 束腰光斑尺寸 测量 激光器 性能参数
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