P型薄层GaAs中少数载流子寿命地研究.pdfVIP

第27柠第z2期 光 子 学 报 v01．27№及 i998年9月ACl’APHOTONICAS五吼CA 199s s印L 激光斑中心位置的确定方法研究 朱又迈 (总参工程兵科研一所，无锡214035) 摘要：作者对}heusler等提出的方法用于非高斯型激光斑时的可能性和有关处理进行 了研究．另外，本文还提出了两种确定激光琏中心位置的方法，即几何中心法和光强权重 “重心”法。通过原理性实验比较，认为几何中心法和光强权重。霆心”法的测量误差比 较小，是利用激光进行三缝非接触测量中适宣采用的激光斑中心位置的确定方法． 关键词：激光艇，中心位置 1 引言 三角测量方法口rangulanon)是一种古老且常用的方法，它属于一种非接触测量，所以 对一些柔软、有弹性的物体表面起伏的测量是很适宜的。加上它的测量范围可以很宽，从 而使它已经在许多工业场合得到了应用。国际上已经有专用的传感器产品．j三把涮量厨需 的激光器和接收器安装在一起，可以直接用于机械加工的精度控制和流水线上的物料控 制。对于比较精确的测量，则需要使用摄像机，根据激光斑在摄像机像面上的位置交纯来 确定被铡表面的起伏。这种方法也被应用于遥感中的地形测量。 现在常用干摄像机的二维CCD器件，其像元尺寸一般在微米的数量级，所阻。教±爱 成象在CCD器件上时．通常不是照亮一个像元，而是常常覆盖几十个甚至上百个像元．所 以，激光斑在摄像机CCD器件上所成的像通常不是一个点．而是一个斑。这时，激光毫所 成像的中心位置如何确定，在控制测量精度和减小测量误差方面都具有重要的作用il～． 本文探讨了常用的把激光斑在摄像机CCD器件上所成像的最大强度的位置作为激光 斑的中心位置，并用其作为测量计算基准所存在的问题，对G．Haetlslef等提出的方法：”用． 于非高斯型激光斑对的可能性和有关处理进行了研究。另外，本文还提出了两种确定萋光 斑中心位置的方法，即几何中心法和光强权重“重心”法。通过原理性实验比较，认为几 何中心法和光强权重“重心”法的测量误差比较小，是利用激光进行三维非接触测量幸适 宜采用的激光斑中心位置的确定方法。 2常用方法存在的问题 激光斑在摄像机CCD器件上所成的像通常不是一个点，它通常不只是照亮一个像元， 所以每次测量对都有这样的问题：以哪个像元作为激光斑所成像的位置，以此来计算蓑测 表面的起伏． 理想的激光光强呈高斯曲线旋转面分布，即只有一个最大值。为此在利用激光差厅三 维非接触测量中，采用丁以激光斑所成像的最大值位置作为其中心【4。l，在此基础上兰哥被 收稿日期1998一07—05 !! 堂 三：兰 堡 !!童 测表面起伏的测量。然而，只有激光基模TEM。呈高斯曲线旋转面分布。在一般激光器的 光器输出的激光光强通常不是高斯曲线旋转面分布。这种混合模式的激光斑所成像的最大 值会有好几个． 另一个需要指出的是摄像机CCD器件响应时出现的饱和现象，即由于光强太强以致引 起相应像元输出的饱和。这样，在光强超过CCD器希望激光光强能够强一些，从而利用激 光进行三维非接触测量时，这种在CCD器件上出现饱和的现象是很常见的。 在实际测量时，如果只有一个最大值，那问题很简单，测量的准确性也有保障。然而 在出现了多个最大值的时候，以哪个最大值为准来计算被测表面的起伏就是一个很棘手的 问题。特别是这种多个最大值的出现不可避免的时候，用最大值的位置为基准来计算被测 表面的起伏就会引入很大的误差。 3 G．Haeusler等提出的方法用乇非高斯型激光斑 在文献(3j中，GHaeuJer等探讨了确定高斯型撒光斑中心的方法。由于是理想的高颠型 激光斑，所以他们把高斯曲线旋转面分布简化成～维问题来处理。为了把这个方法应用于 确定混合模激光斑的中心，作者探讨了把这种方法用于二维情况的可能惶。 对子混舍揍激光斑在区域4上的光强jj布为垠，叫，在工轴万瓦和J‘辅方向分￡-j对 CCD