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量，因為任何斑點都會嚴重降低投影圖像的質量。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被定義為某一區域內強度的標準偏差，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光束。使用激光散斑減少器（lsr）所產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
這兩個參數由激光器很好地定義，并與被照射表面的質量一起，對斑點過程做出貢獻。在一個固定的波長和偏振狀態下，可以通過提高表面的質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
- 探測系統的數值孔徑
在這種情況下，通過角度多樣性的潛在減少系數等于√（?/?）是激光散斑減少器lsr的擴散角，?是探測系統的數值孔徑，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*二個擴散器是靜態的，這就減少了生成的隨機圖案的相關長度。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處于靜態模式（b），以及動態模式下的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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