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飞秒激光等离子体光斑图像增强及亮度分析

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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PCA(Principal Component Analysis)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,使用分割后的二值图像掩膜亮度信息,得到光斑图像的亮度特征。最后,分析光斑亮度特征分别与激光烧蚀加工方向和激光功率的关系。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,因此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。

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补充资料

DOI:10.3788/cjl201946.0202001

作者单位:

    华北理工大学电气工程学院
    华北理工大学
    华北理工大学电气工程学院
    华北理工大学电气工程学院

引用该论文

王福斌,刘洋,潘兴辰,王宜. 飞秒激光等离子体光斑图像增强及亮度分析[J].中国激光,2019,46(02):0202001.