[发明专利]基于图像灰度信息检测光学衍射元件性能的方法

权利要求书

1.一种基于图像灰度信息检测光学衍射元件性能的方法，其特征在于，所述方法包括对光学衍射元件衍射效率的检测，包括：

S1、对测试用激光器的功率与测试用相机的灰度关系进行标定，获取灰度和与曝光时间和功率乘积的数值关系式；

S2、对采集相机进行亮度标定；

S3、在相同的曝光时间下，通过所述采集相机依次采集光源的灰度图片和无光源条件下的灰度图片；

S4、在相同曝光时间下，通过所述采集相机依次采集所述光学衍射元件的衍射点斑的灰度图片和无光源条件下的灰度图片；

S5、 对所述步骤S3和所述步骤S4中所获得灰度图片进行灰度值计算，依据所述步骤S1获取的灰度和与曝光时间和功率的乘积的数值关系式将灰度值转换为功率计算出衍射效率。

2.根据权利要求1所述的基于图像灰度信息检测光学衍射元件性能的方法，其特征在于，所述方法还包括对所述光学衍射元件光强均匀性的检测，包括：

（a）、在所述步骤S1和所述步骤S2的基础上，通过所述采集相机采集所述光学衍射元件的衍射点斑的灰度图片；

（b）、在与所述（a）相同的曝光时间下，通过所述采集相机采集无光源条件下的背景灰度图片；

（c）计算所述步骤（a）和（b）中灰度图片的灰度差值，依据所述步骤S1获取的灰度和与曝光时间和功率的乘积的数值关系式将所有灰度差值转换成功率，之后计算出所述光学衍射元件的光强均匀性。

3.根据权利要求1或2所述的基于图像灰度信息检测光学衍射元件性能的方法，其特征在于，所述步骤S1对测试用激光器的功率与测试用相机的灰度关系进行标定的过程为：

S11、将所述测试用激光器处于打开状态，选择四个不同的激光功率，在不曝光过度的情况下，选择四个不同的相机曝光时间，保存四组不同曝光时间的图片，每组中有四张不同功率的图片；

S12、将所述测试用激光器处于关闭状态，选择所述步骤S11中的四个曝光时间，再保存四张灰度图片作为背景图片；

S13、对采集到的四组不同曝光时间的图片进行去除背景操作，对于图片中的光源光斑的灰度进行计算；

S14、通过线性拟合获得灰度和与曝光时间和功率乘积的数值关系式。

4.根据权利要求1所述的基于图像灰度信息检测光学衍射元件性能的方法，其特征在于，所述步骤 S5包括：

S51、分别计算出激光光斑的灰度和以及光学衍射元件的衍射点斑的灰度和；

S52、通过灰度和与曝光时间和功率乘积的数值关系式将不同曝光时间的灰度和转换为功率，之后计算所述光学衍射元件的衍射效率。

5.根据权利要求4所述的基于图像灰度信息检测光学衍射元件性能的方法，其特征在于，所述光学衍射元件的衍射效率等于所述光学衍射元件所有衍射点斑的功率和与所述激光光斑的功率的比值。

6.根据权利要求2所述的基于图像灰度信息检测光学衍射元件性能的方法，其特征在于，在所述步骤（c）中：

C1、对所述步骤（a）和所述步骤（b）中所获得的所有衍射点斑进行质心定位；

C2、以所述所有衍射点斑的质心为中心，预定尺寸作为边长，设立感兴趣区域，计算所述步骤（a）和所述步骤（b）中所述灰度图片在所述感兴趣区域内的灰度差值；

C3、通过灰度和与曝光时间和功率乘积的数值关系式将所有灰度差值转换为功率，计算所述光学衍射元件的光强均匀性。

7.根据权利要求6所述的基于图像灰度信息检测光学衍射元件性能的方法，其特征在于，所述光学衍射元件的光强均匀性等于所述光学衍射元件所有衍射点斑的功率最大值与所述光学衍射元件所有衍射点斑的功率最小值之差和所述光学衍射元件所有衍射点斑的功率平均值的比值。