阅读说明：本技术 一种半导体激光器远距离光斑的匀化方法 (Homogenization method for remote light spots of semiconductor laser ) 是由 罗山程 于 2021-01-23 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种半导体激光器远距离光斑的匀化方法,步骤一,通过激光器控制装置设定激光器的输出功率和光斑参数；步骤二,在激光加工系统的外光路中加入像散补偿装置,激光光束经过像散补偿装置后,产生像散；步骤三,沿激光光束方向采集激光光束的光斑图像；步骤四,根据采集的光斑图像采用背景减除法与阈值法进行预处理,得到预处理后的光斑图像。本发明提供一种较好的半导体激光器远距离光斑的匀化方法,避免整体机构较复杂,产品制作成本也相对降低,且采用此种方法体积也可相对较小,实现达到更好使用效果。(The invention discloses a homogenization method of a remote light spot of a semiconductor laser, which comprises the following steps that firstly, the output power and the light spot parameter of the laser are set through a laser control device; secondly, an astigmatism compensation device is added in an outer light path of the laser processing system, and laser beams generate astigmatism after passing through the astigmatism compensation device; collecting a light spot image of the laser beam along the direction of the laser beam; and step four, preprocessing the acquired light spot image by adopting a background subtraction method and a threshold value method to obtain a preprocessed light spot image. The invention provides a better homogenization method for the remote light spots of the semiconductor laser, which avoids the problems that the whole mechanism is more complicated, the manufacturing cost of the product is relatively reduced, and the volume can be relatively smaller by adopting the method, thereby achieving better use effect.)

一种半导体激光器远距离光斑的匀化方法

技术领域

本发明涉及一种半导体激光器远距离光斑的匀化方法，属于半导体激光器技术领域。

背景技术

半导体激光器又称激光二极管，是用半导体材料作为工作物质的激光器。由于物质结 构上的差异，不同种类产生激光的具体过程比较特殊。常用工作物质有砷化镓(GaAs)、 硫化镉(CdS)、磷化铟(InP)、硫化锌(ZnS)等。激励方式有电注入、电子束激励和光泵 浦三种形式。半导体激光器件，可分为同质结、单异质结、双异质结等几种。同质结激 光器和单异质结激光器在室温时多为脉冲器件，而双异质结激光器室温时可实现连续工 作。

现有技术中，针对激光光斑的问题，通常采用如在投影用屏幕上增设一制动机构(actuator)如马达以驱使屏幕不断地移动或转动，以破坏激光束的同调性而减低干涉现象；或利用透镜将一影像产生模块所产生的影像聚焦于可移动或转动的一可随时间变更扩散器(Time-varyingDiffuser)上，以破坏激光的同调性，从而缓和影像画面上的激光斑点现象，其原理是以高频率的震动造成相位差间的紊乱，使影像抵达人眼后不易察觉微小光点间的明暗差异，从而降低甚至消除激光光斑。但是，前述装置或方法皆是利用制动机构以驱动屏幕或扩散器(Time-varying Diffuser)相对于激光产生移动或转动，因此整体机构较复杂，产品制作成本也相对提高，且体积相对较大。因此，迫切需要一种半导体激光 器远距离光斑的匀化方法，以解决现有技术中存在的这一问题。

为了解决上述技术问题，特提出一种新的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种半导体激光器远距离光斑的匀化方法，以解决上述背景技 术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种半导体激光器远距离光斑的匀化方 法，所述方法包含下述步骤：

步骤一，通过激光器控制装置设定激光器的输出功率和光斑参数

步骤二，在激光加工系统的外光路中加入像散补偿装置，激光光束经过像散补偿装置 后，产生像散；

步骤三，沿激光光束方向采集激光光束的光斑图像；

步骤四，根据采集的光斑图像采用背景减除法与阈值法进行预处理，得到预处理后的 光斑图像；

步骤五，计算预处理后的光斑图像的激光光斑中心位置；

步骤六，调节像散补偿装置中的光学元件的旋转角度，改变像散补偿装置产生像散的 大小和方向，使像散补偿装置产生的像散与原激光加工系统的像散大小相等、方向相反， 对整个激光加工系统的像散进行反向补偿；

步骤七，保存激光光斑中心位置在水平方向和垂直方向的光斑图像像素灰度值大小， 然后进行高斯曲线拟合，计算水平方向和垂直方向高斯拟合曲线的方差，并根据计算的方 差得到光斑图像在水平方向和垂直方向的光斑半径大小。

步骤八，通过光束质量分析仪观察最终的光斑在离焦状态下的椭圆度来调节像散补偿 装置，当离焦状态下光斑最大程度为一个圆形光斑时，对应的像散补偿装置旋转角度即为 需要的角度，此时像散补偿装置的补偿量即为像散补偿值。

优选地，所述像散补偿装置采用平板玻璃。

优选地，所述像散补偿装置采用平板玻璃。

优选地，所述步骤三具体为搭建好光路系统，然后采用相机沿光轴方向采集激光光束 的光斑图像，

优选地，所述步骤三还包括通过相机采集背景噪声图像。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：提供一种较好的半导体激光器远距离光斑的 匀化方法，避免整体机构较复杂，产品制作成本也相对降低，且采用此种方法体积也可相 对较小，实现达到更好使用效果。

具体实施方式

下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅 仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技 术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范 围。

本发明提供一种技术方案：一种半导体激光器远距离光斑的匀化方法，所述方法包含 下述步骤：

步骤一，通过激光器控制装置设定激光器的输出功率和光斑参数

步骤二，在激光加工系统的外光路中加入像散补偿装置，激光光束经过像散补偿装置 后，产生像散；

步骤三，沿激光光束方向采集激光光束的光斑图像；

步骤四，根据采集的光斑图像采用背景减除法与阈值法进行预处理，得到预处理后的 光斑图像；

步骤五，计算预处理后的光斑图像的激光光斑中心位置；

步骤六，调节像散补偿装置中的光学元件的旋转角度，改变像散补偿装置产生像散的 大小和方向，使像散补偿装置产生的像散与原激光加工系统的像散大小相等、方向相反， 对整个激光加工系统的像散进行反向补偿；

步骤七，保存激光光斑中心位置在水平方向和垂直方向的光斑图像像素灰度值大小， 然后进行高斯曲线拟合，计算水平方向和垂直方向高斯拟合曲线的方差，并根据计算的方 差得到光斑图像在水平方向和垂直方向的光斑半径大小。

步骤八，通过光束质量分析仪观察最终的光斑在离焦状态下的椭圆度来调节像散补偿 装置，当离焦状态下光斑最大程度为一个圆形光斑时，对应的像散补偿装置旋转角度即为 需要的角度，此时像散补偿装置的补偿量即为像散补偿值。

优选地，所述像散补偿装置采用平板玻璃。

优选地，所述像散补偿装置采用平板玻璃。

优选地，所述步骤三具体为搭建好光路系统，然后采用相机沿光轴方向采集激光光束 的光斑图像，

优选地，所述步骤三还包括通过相机采集背景噪声图像。

本发明提供一种较好的半导体激光器远距离光斑的匀化方法，避免整体机构较复杂， 产品制作成本也相对降低，且采用此种方法体积也可相对较小，实现达到更好使用效果。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解 在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变 型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。