[发明专利]一种激光发散角的测量装置及方法

权利要求书

1.一种激光发散角的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将激光光源和CCD分别安装在两个平移台上，两个平移台能够沿光路光轴方向移动；衰减器和透镜依次布置在激光光源与CCD相机之间的光路上，激光光源、透镜和CCD三者共光轴；图像记录与处理系统控制CCD采集图像，并根据图像进行数据处理；

点亮激光光源，图像记录与处理系统控制CCD采集图像；通过调节衰减器的衰减量以及CCD积分时间，使得CCD采集到的图像数据的最大灰度值与CCD饱和灰度值的百分比值不小于60％，且CCD采集到的图像数据灰度值不饱和；

步骤2：控制安装CCD的平移台沿光轴做等间隔运动，记录每个间隔点的位置z_i，并在每个间隔点处通过CCD采集图像；

步骤3：控制安装激光光源的平移台沿光轴移动设定距离，再次控制安装CCD的平移台沿光轴做等间隔运动，记录每个间隔点的位置z_i’，并在每个间隔点处通过CCD采集图像；

步骤4：图像记录与处理系统对步骤2和步骤3得到的图像进行以下处理：

步骤4.1：计算步骤2中每个间隔点处采集图像中的光斑水平方向大小x_i1和竖直方向大小y_i1，计算步骤3中每个间隔点处采集图像中的光斑水平方向大小x_i2和竖直方向大小y_i2，其中光斑边缘灰度值为光斑中心灰度值的1/e^2倍；

步骤4.2：将步骤2中每个间隔点处采集图像中的光斑水平方向大小x_i1，以及对应的间隔点位置z_i代入方程x²＝az²+bz+c进行拟合，得到x1方程；将步骤3中每个间隔点处采集图像中的光斑水平方向大小x_i2，以及对应的间隔点位置z_i’代入方程x²＝az²+bz+c进行拟合，得到x2方程；取x1方程和x2方程的交点记为(z,x)；得到激光水平方向的发散角为σ为像元大小，f为透镜焦距；

步骤4.3：将步骤2中每个间隔点处采集图像中的光斑竖直方向大小y_i1，以及对应的间隔点位置z_i代入方程y²＝az²+bz+c进行拟合，得到y1方程；将步骤3中每个间隔点处采集图像中的光斑竖直方向大小y_i2，以及对应的间隔点位置z_i’代入方程y²＝az²+bz+c进行拟合，得到y2方程；取y1方程和y2方程的交点记为(z,y)；得到激光竖直方向的发散角为σ为像元大小，f为透镜焦距。