[发明专利]基于正交精细扫描的微小光斑质心测量方法

权利要求书

1.基于正交精细扫描的微小光斑质心测量方法，其特征在于它基于一个光斑测量装置实现，所述光斑测量装置由二维移动架(1)、CCD探测器(2)和数据采集单元(3)组成，所述CCD探测器(2)安装在二维移动架(1)的移动平台上，CCD探测器(2)的电信号输出端连接数据采集单元的信号输入端；

它的具体过程如下：步骤一、调整二维移动架(1)，将经过聚焦的入射光完全投射到CCD探测器(2)光敏面的某个像元上，数据采集单元(3)显示CCD探测器(2)输出的该单个像元的灰度值，并作为完整的微小光斑产生的灰度值保存，用H₀表示；将此时二维移动架(1)的位置记为P₀；在CCD探测器(2)的光敏面上建立X-Y坐标系，并将该单个像元的中心位置设置为该坐标系的原点；用D₁表示该单个像元的X向尺寸，D₂表示该单个像元的Y向尺寸；

步骤二、调整二维移动架(1)，使所述单个像元沿X轴正向移动，每次移动的步长为d₀，，每移动一次记录下此时二维移动架(1)的位置与P₀位置的相对位移量及此时数据采集单元(3)显示的该单个像元对应的灰度值，直至当所述数据采集单元(3)显示的该单个像元对应的灰度值减小为H₀的2％或以下时，停止调整二维移动架(1)；

步骤三、调整二维移动架(1)回到位置P₀，然后再调整二维移动架(1)，使所述单个像元沿Y轴正向移动，每次移动的步长为d₀，每移动一次记录下此时二维移动架(1)的位置与P₀位置的相对位移量及此时数据采集单元(3)显示的该单个像元对应的灰度值，当所述数据采集单元(3)显示的该单个像元对应的灰度值减小为H₀的2％或以下时，停止调整二维移动架(1)，并记录下此时二维移动架(1)的位置与P₀位置的相对位移量；

步骤四、根据已记录的二维移动架(1)的所有相对位移量及其对应的灰度值，计算获得光斑的质心位置。

2.根据权利要求1所述的基于正交精细扫描的微小光斑质心测量方法，其特征在于步骤四所述内容的具体过程为：

令二维移动架(1)在P₀位置时、光敏面上的X-Y坐标系为初始位置坐标系，则：

步骤四一、根据步骤二中记录的二维移动架(1)的所有相对位移量及对应的该单个像元对应的灰度值，绘制灰度值曲线，并由该灰度值曲线获得光斑质心在初始位置坐标系中的X向坐标；

步骤四二、根据步骤三中记录的二维移动架(1)的所有相对位移量及对应的该单个像元对应的灰度值，绘制灰度值曲线，并由该灰度值曲线获得光斑质心在初始位置坐标系中的Y向坐标；

步骤四三、由获得的光斑质心在初始位置坐标系中的X向坐标及Y向坐标，即得光斑的质心位置。

3.根据权利要求2所述的基于正交精细扫描的微小光斑质心测量方法，其特征在于步骤四一所述内容的具体过程为：

以步骤二中记录的二维移动架(1)的相对位移量为横坐标，以所述单个像元对应的灰度值为纵坐标，绘制灰度值曲线，令H₁表示该灰度值曲线中最高点的灰度值，令X₁表示该灰度值曲线中灰度值等于的点的横坐标值，则X₁与之差即为光斑质心在初始位置坐标系中的X向坐标。

4.根据权利要求2所述的基于正交精细扫描的微小光斑质心测量方法，其特征在于步骤四二所述内容的具体过程为：

以步骤三中记录的二维移动架(1)的相对位移量为横坐标，以所述单个像元对应的灰度值为纵坐标，绘制灰度值曲线，令H₂表示该灰度值曲线中最高点的灰度值，令X₂表示该灰度值曲线中灰度值等于的点的横坐标值，则X₂与之差即为光斑质心在初始位置坐标系中的Y向坐标。