消散斑LSR中斑點對比度的計算

激光的相干性在許多科學系統(tǒng)中被廣泛應用，但這種干涉過程在光學檢測器應用來說是一種缺點。在粗糙的光學表面上，例如電影屏幕，會出現(xiàn)局部的干擾，例如照相機或人眼可以觀察到顆粒狀的光斑圖案。這種光斑圖案降低了測量系統(tǒng)的分辨率，也導致投影圖像的噪音。圖1是斑點圖案和斑點中心測量的強度曲線，這種非均勻的強度分布對表現(xiàn)出局部飽和點的光檢測器造成了很大的限制，此外，這種圖案可能會干擾人眼。減少斑點會提高激光投影的質(zhì)量，因為任何斑點都會嚴重降低投影圖像的質(zhì)量。使用激光散斑衰減器可以有效的抑制斑點。
圖1 (a) ccd相機上的斑點圖案的圖像，(b)通過斑點中心的水平軸上測量的強度曲線。
斑點對比度
斑點對比度s被定義為某一區(qū)域內(nèi)強度的標準偏差，并以其平均值imean為標準，其平均值imean，如下所示。
散斑對比度取決于0和1，其中零代表沒有斑點的均質(zhì)光束。使用激光散斑減少器（lsr）所產(chǎn)生的斑點對比度會降低。
斑點對比度的減少效率
在微觀層面上，斑點的減少取決于：
- 激光的波長和帶寬
- 激光的偏振狀態(tài)
這兩個參數(shù)由激光器很好地定義，并與被照射表面的質(zhì)量一起，對斑點過程做出貢獻。在一個固定的波長和偏振狀態(tài)下，可以通過提高表面的質(zhì)量來減少斑點對比度。
在宏觀層面上，斑點的減少取決于：
- lsr的擴散角
- 探測系統(tǒng)的數(shù)值孔徑
在這種情況下，通過角度多樣性的潛在減少系數(shù)等于√（?/?）是激光散斑減少器lsr的擴散角，?是探測系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，比較使用lsr的斑點對比度（slsr）,與沒有使用lsr的斑點對比度（s），減少效率被定義如下：
r[db]=10㏒10(s/slsr)
舉一個例子，將斑點對比度從0.5降低到0.2，可提供4db的降低效率。
組合擴散器：
消散斑鏡片lsr由一個或兩個后續(xù)擴散器組成，分別標記為lsr- 3000-xs和lsr3000-xd。一般情況下，**個擴散器是振蕩的，而*二個擴散器是靜態(tài)的，這就減少了生成的隨機圖案的相關(guān)長度。我們建議使用兩個擴散器，因為減少斑點的效果較好，如果兩個擴散器結(jié)合使用，總的擴散角的計算方法是：
?組合角=√（?12+ ?22）
斑點減少的測量
圖2參考裝置
圖2顯示了測量斑點減少的實驗裝置方案，激光被擴大到d3=5毫米的光束直徑，由擴束器準直光束。在擴束器的輸入端有一個消散斑鏡片lsr，控制激光功率。同樣，在擴束器的輸出端也可以使用一個光圈d4，以精確控制照明。擴束器來精確控制lsr的照明光束大小，并盡量減少屏幕上的雜散光。在工作臺的較末端。lsr被放置在光圈后的準直光束中，屏幕上的激光光斑圖像被攝像機記錄下來。圖3中的面板顯示了典型的斑點圖像，這些圖像是在沒有任何lsr的情況下獲得的（a），lsr處于靜態(tài)模式（b），以及動態(tài)模式下的lsr（c）。彩色的線條顯示了水平切割面， 圖4中描述了測量的強度曲線。
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