飞秒激光等离子体光斑图像增强及亮度分析

论文摘要

飞秒激光加工单晶硅材料过程中会伴随产生等离子体,通过CCD相机采集等离子体的光辐射信号得到等离子体光斑图像。针对光斑图像边缘与背景区域对比度不明显、信噪比低的特点,对光斑图像进行增强处理,并进一步对光斑图像亮度特征进行分析。首先,对原始光斑图像进行滤波,采用主成分分析方法将其增强,对得到的第一主成分图像进行伪彩色处理,以便于分析其能量分布,并依据其能量分布信息将光斑的核心区域分割出来。其次,分别计算原始光斑图像的质心、长轴以及核心烧蚀区的质心与长短轴,分析图像的几何特征,据此判断激光烧蚀加工的方向。再次,采用Niblack分割方法分割原始图像的灰度图,基于分割后的二值图像掩模亮度信息,得到光斑图像的亮度特征。最后,分析光斑亮度特征与激光烧蚀加工方向、激光功率的关系。亮度特征与加工方向的相关系数小于0.09,与激光功率的相关系数大于0.5。结果表明:光斑图像的亮度特征不受加工方向的影响,光斑亮度特征具有较强的稳定性,可用于激光烧蚀功率的识别。

论文目录

• 1 引 言
• 2 光斑图像增强
•   2.1 飞秒激光烧蚀实验
•   2.2 彩色空间混合滤波
•   2.3 光斑图像的PCA主分量提取
•   2.4 光斑图像伪彩色处理
• 3 光斑图像特征分析
•   3.1 激光烧蚀加工方向诊断
•   3.2 亮度特征提取
• 4 亮度的影响因素
• 5 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 王福斌,刘洋,潘兴辰,王宜文

关键词: 超快光学,飞秒激光,等离子体光斑,图像增强,光斑亮度,加工方向

来源: 中国激光 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,无线电电子学,计算机软件及计算机应用

单位: 华北理工大学电气工程学院,卡尔加里大学机械及制造工程系

基金: 国家自然科学基金(71601039)

分类号: TP391.41;TN249

页码: 39-47

总页数: 9

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