[發明專利]基于圖像灰度信息檢測光學衍射元件性能的方法

有效

• 申請號: 201811616727.7
• 申請日: 2018-12-27
• 公開（公告）號: CN109632269B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 趙曉琛
• 申請（專利權）人: 浙江舜宇光學有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 北京謹誠君睿知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11538
• 代理人: 陸鑫;延慧

1.一種基于圖像灰度信息檢測光學衍射元件性能的方法，其特征在于，所述方法包括對光學衍射元件衍射效率的檢測，包括：

S1、對測試用激光器的功率與測試用相機的灰度關系進行標定，獲取灰度和與曝光時間和功率乘積的數值關系式；

S2、對采集相機進行亮度標定；

S3、在相同的曝光時間下，通過所述采集相機依次采集光源的灰度圖片和無光源條件下的灰度圖片；

S4、在相同曝光時間下，通過所述采集相機依次采集所述光學衍射元件的衍射點斑的灰度圖片和無光源條件下的灰度圖片；

S5、 對所述步驟S3和所述步驟S4中所獲得灰度圖片進行灰度值計算，依據所述步驟S1獲取的灰度和與曝光時間和功率的乘積的數值關系式將灰度值轉換為功率計算出衍射效率。

2.根據權利要求1所述的基于圖像灰度信息檢測光學衍射元件性能的方法，其特征在于，所述方法還包括對所述光學衍射元件光強均勻性的檢測，包括：

（a）、在所述步驟S1和所述步驟S2的基礎上，通過所述采集相機采集所述光學衍射元件的衍射點斑的灰度圖片；

（b）、在與所述（a）相同的曝光時間下，通過所述采集相機采集無光源條件下的背景灰度圖片；

（c）計算所述步驟（a）和（b）中灰度圖片的灰度差值，依據所述步驟S1獲取的灰度和與曝光時間和功率的乘積的數值關系式將所有灰度差值轉換成功率，之后計算出所述光學衍射元件的光強均勻性。

3.根據權利要求1或2所述的基于圖像灰度信息檢測光學衍射元件性能的方法，其特征在于，所述步驟S1對測試用激光器的功率與測試用相機的灰度關系進行標定的過程為：

S11、將所述測試用激光器處于打開狀態，選擇四個不同的激光功率，在不曝光過度的情況下，選擇四個不同的相機曝光時間，保存四組不同曝光時間的圖片，每組中有四張不同功率的圖片；

S12、將所述測試用激光器處于關閉狀態，選擇所述步驟S11中的四個曝光時間，再保存四張灰度圖片作為背景圖片；

S13、對采集到的四組不同曝光時間的圖片進行去除背景操作，對于圖片中的光源光斑的灰度進行計算；

S14、通過線性擬合獲得灰度和與曝光時間和功率乘積的數值關系式。

4.根據權利要求1所述的基于圖像灰度信息檢測光學衍射元件性能的方法，其特征在于，所述步驟 S5包括：

S51、分別計算出激光光斑的灰度和以及光學衍射元件的衍射點斑的灰度和；

S52、通過灰度和與曝光時間和功率乘積的數值關系式將不同曝光時間的灰度和轉換為功率，之后計算所述光學衍射元件的衍射效率。

5.根據權利要求4所述的基于圖像灰度信息檢測光學衍射元件性能的方法，其特征在于，所述光學衍射元件的衍射效率等于所述光學衍射元件所有衍射點斑的功率和與所述激光光斑的功率的比值。

6.根據權利要求2所述的基于圖像灰度信息檢測光學衍射元件性能的方法，其特征在于，在所述步驟（c）中：

C1、對所述步驟（a）和所述步驟（b）中所獲得的所有衍射點斑進行質心定位；

C2、以所述所有衍射點斑的質心為中心，預定尺寸作為邊長，設立感興趣區域，計算所述步驟（a）和所述步驟（b）中所述灰度圖片在所述感興趣區域內的灰度差值；

C3、通過灰度和與曝光時間和功率乘積的數值關系式將所有灰度差值轉換為功率，計算所述光學衍射元件的光強均勻性。

7.根據權利要求6所述的基于圖像灰度信息檢測光學衍射元件性能的方法，其特征在于，所述光學衍射元件的光強均勻性等于所述光學衍射元件所有衍射點斑的功率最大值與所述光學衍射元件所有衍射點斑的功率最小值之差和所述光學衍射元件所有衍射點斑的功率平均值的比值。