[發(fā)明專利]基于軌跡重構(gòu)的光斑輪廓測(cè)量方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010225540.1
• 申請(qǐng)日: 2010-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN101871772A
• 公開（公告）日: 2010-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂志偉;王新;姜振華;劉曉妍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/24
• 分類號(hào): G01B11/24
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 張宏威

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光斑輪廓的測(cè)量方法。

背景技術(shù)

在科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工程項(xiàng)目的很多情況下，都需要把光斑進(jìn)行聚焦后再進(jìn)行下一步工作，在這種情況下，人們往往希望知道光斑的具體輪廓。現(xiàn)有的光斑輪廓測(cè)量技術(shù)主要可分為以下幾類：掃描法、感光法、燒蝕法和陣列探測(cè)法。但在現(xiàn)有的工藝水平下，以上方法應(yīng)用于微光斑的測(cè)量時(shí)，難以對(duì)尺寸極微小的光斑進(jìn)行直接測(cè)量，或者精度很低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決目前無法對(duì)微光斑輪廓進(jìn)行精確測(cè)量的問題，提供了一種基于軌跡重構(gòu)的光斑輪廓測(cè)量方法。

基于軌跡重構(gòu)的光斑輪廓測(cè)量方法，它基于一個(gè)光斑測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)，所述光斑測(cè)量裝置由二維移動(dòng)架、探測(cè)器和數(shù)據(jù)采集單元組成，所述探測(cè)器安裝在二維移動(dòng)架上，探測(cè)器的電信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)采集單元的信號(hào)輸入端；

所述基于軌跡重構(gòu)的光斑輪廓測(cè)量方法的具體過程如下：

步驟一、入射光入射到探測(cè)器的接收面上，數(shù)據(jù)采集單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并顯示探測(cè)器輸出的信號(hào)強(qiáng)度；調(diào)整二維移動(dòng)架，使得入射光完全照射到探測(cè)器的接收面上，記錄下此時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度并作為最大信號(hào)強(qiáng)度保存；

步驟二、在探測(cè)器的接收面上建立X-Y坐標(biāo)系，然后在X向調(diào)整二維移動(dòng)架，使探測(cè)器的接收面在X向緩慢移動(dòng)，同時(shí)使入射光光斑從接收面內(nèi)向外移出，當(dāng)數(shù)據(jù)采集單元顯示的信號(hào)強(qiáng)度減小為最大信號(hào)強(qiáng)度的2%時(shí)，停止調(diào)整二維移動(dòng)架，并記錄下此時(shí)二維移動(dòng)架的位置；

步驟三、在Y向調(diào)整二維移動(dòng)架，使探測(cè)器的接收面在Y向移動(dòng)一個(gè)單位距離，然后再在X向調(diào)整二維移動(dòng)架，當(dāng)數(shù)據(jù)采集單元顯示的信號(hào)強(qiáng)度為最大信號(hào)強(qiáng)度的2%時(shí)，停止調(diào)整二維移動(dòng)架，并記錄下此時(shí)二維移動(dòng)架的位置；

步驟四、判斷此時(shí)探測(cè)器的接收面是否已圍繞入射光光斑運(yùn)動(dòng)一周：若不是，則返回執(zhí)行步驟三；若是，則執(zhí)行步驟五；

步驟五、根據(jù)已記錄的所有位置及探測(cè)器2的接收面的形狀，計(jì)算獲得入射光光斑的外輪廓的軌跡。

本發(fā)明的積極效果：

利用本發(fā)明的方法，能夠測(cè)量出入射光光斑外輪廓的形狀及尺寸，并且該方法簡(jiǎn)單、可行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的光斑測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為執(zhí)行步驟一后，入射光光斑與接收面的位置關(guān)系圖；圖3為首次執(zhí)行步驟二后，入射光光斑P與探測(cè)器2的接收面的位置關(guān)系圖；圖4為執(zhí)行步驟三后，得到的入射光光斑P與探測(cè)器2的接收面的位置關(guān)系圖；圖5為非首次執(zhí)行步驟三時(shí)，入射光光斑P與探測(cè)器2的接收面的位置關(guān)系圖；圖6為本發(fā)明的方法的流程圖；圖7為探測(cè)器的接收面中心的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖；圖8為光斑輪廓重構(gòu)圖；圖9為步驟五的流程圖。

具體實(shí)施方式

?具體實(shí)施方式一：本實(shí)施方式的基于軌跡重構(gòu)的光斑輪廓測(cè)量方法，它基于一個(gè)光斑測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)，所述光斑測(cè)量裝置由二維移動(dòng)架1、探測(cè)器2和數(shù)據(jù)采集單元3組成，所述探測(cè)器2安裝在二維移動(dòng)架1上，探測(cè)器2的電信號(hào)輸出端連接數(shù)據(jù)采集單元3的信號(hào)輸入端，且所述探測(cè)器2的接收面的形狀為已知；

所述基于軌跡重構(gòu)的光斑輪廓測(cè)量方法的具體過程如下：

步驟一、入射光入射到探測(cè)器2的接收面上，數(shù)據(jù)采集單元3實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并顯示探測(cè)器2輸出的信號(hào)強(qiáng)度；調(diào)整二維移動(dòng)架1，使得入射光完全照射到探測(cè)器2的接收面上，此時(shí)，數(shù)據(jù)采集單元3顯示的信號(hào)強(qiáng)度處于一個(gè)大于零的穩(wěn)定值，記錄下此時(shí)的信號(hào)強(qiáng)度并作為最大信號(hào)強(qiáng)度保存，它為探測(cè)器接收到的完整光斑的信號(hào)強(qiáng)度；

步驟二、在探測(cè)器2的接收面上建立X-Y坐標(biāo)系，然后在X向調(diào)整二維移動(dòng)架1，使探測(cè)器2的接收面在X向緩慢移動(dòng)，同時(shí)使入射光光斑從接收面內(nèi)向外移出，當(dāng)數(shù)據(jù)采集單元3顯示的信號(hào)強(qiáng)度減小為最大信號(hào)強(qiáng)度的2%時(shí)，停止調(diào)整二維移動(dòng)架1，并記錄下此時(shí)二維移動(dòng)架1的位置；

步驟三、在Y向調(diào)整二維移動(dòng)架1，使探測(cè)器2的接收面在Y向移動(dòng)一個(gè)單位距離，然后再在X向調(diào)整二維移動(dòng)架1，當(dāng)數(shù)據(jù)采集單元3顯示的信號(hào)強(qiáng)度為最大信號(hào)強(qiáng)度的2%時(shí)，停止調(diào)整二維移動(dòng)架1，并記錄下此時(shí)二維移動(dòng)架1的位置；

步驟四、判斷此時(shí)探測(cè)器2的接收面是否已圍繞入射光光斑運(yùn)動(dòng)一周：若不是，則返回執(zhí)行步驟三；若是，則執(zhí)行步驟五；

步驟五、根據(jù)已記錄的所有位置及探測(cè)器2的接收面的形狀，計(jì)算獲得入射光光斑的外輪廓的軌跡，即獲得該入射光光斑的輪廓。

在該方法中，反復(fù)循環(huán)執(zhí)行步驟三至步驟四，使探測(cè)器2的接收面的中心繞光斑中心作順時(shí)針或逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，并當(dāng)其繞光斑中心運(yùn)動(dòng)一周時(shí)，終止循環(huán)過程。