大功率脉冲激光光斑面积的实时控制系统.pdfVIP

2012年 第3l卷 第 1期 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 127 大功率脉冲激光光斑面积的实时控制系统 张峰烈，傅 星，林 谦，胡小唐 (天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072) 摘 要：讨论了大功率脉冲激光光斑面积的实时检测与控制方法 ，研制了采用波长532nm的连续激光器 和CCD—FPGA技术来脉冲激光光斑面积实时控制系统。实验分析了本系统的技术特性：激光光斑、CCD 视频信号以及二值化信号；CCD视频信号二值化阈值为405mV，而FPGA的控制误差范围为十进制数24； 计算及标定激光光斑面积，光斑面积测量的相对误差最大为0．5％，而绝对误差在8 m 范围内。本系统 可以直接应用于激光微抛光的能量密度实时控制。 关键词：脉冲激光；光斑面积 ；实时控制；图像二值化；激光微抛光 中图分类号：TP391．41 文献标识码：A 文章编号：1000--9787(2012)01-0127--03 Real-·timecontrolsystem forspotareaofhigh powerpulsed laser ZHANGFeng—lie，FUXing，LINQian，HUXiao—tang (StateKeyLaboratoryofPrecisionMeasuringTechnologyandInstruments， TianjinUniversity，Tianjin300072，China) Abstract：Real—timedetectionandcontrolmethodforspotareaofhigh—powerpulsedlaserisdiscussed．Thelaser spotareareal--timecontrolsystem thatadoptsacontinuouslaserwhosewavelengthis532nm andCCD-·FPGA technologyisdeveloped．Thecharacteristicsofsystem areanalyzedaccordingtoseveralexperimentsinlcudingthe analysisofrlaserspot，CCDvideosignalandbinarizationsigna1．ThebinarizationthresholdofCCD videosignalis 405mV，FPGA’Scontrolerrorrangeis24which is10binary．Calculationandcalibrationoflaserspotarea，the maximum relativemeasurementeITOrofspotareais0．5％ andtheabsolutee1TOrrangeis8 m ．Thesystem can bedirectlyappliedinreal—timecontrolforthelaserfluenceinlasermicro—polishing． Keywords：pulsedlaser；spotarea；real—timecontrol；imagebinarization；lasermicro—polishing 0 引 言 这样可以利用 CCD视频信号二值化处理与 FPGA技术来 随着短脉冲激光器的迅速发展，短脉冲激光微抛光 已 实时控制激光光斑的大小。 经被广泛应用于金属表面处理领域 。 本文介绍 了采用 532nm 的连续激光器将波长为 大功率脉冲激光器进行微抛光时对能量密度恒定的要