[发明专利]一种提取激光等离子体轮廓的方法

说明书

本公开揭示了一种提取激光等离子体轮廓的方法，包括：利用激光烧蚀真空腔室内的靶材料产生等离子体，通过ICCD相机对等离子体拍摄获得等离子体图像；将ICCD相机感光面上所有像素点的感光强度值减去ICCD相机的背景噪声获得像素点的去背景感光强度值；将ICCD相机感光面上所有像素点排成m行n列，每个像素点的坐标记为(m，n)；对任意一行或一列的像素点的去背景感光强度值进行高斯拟合获得高斯曲线方程；选取高斯曲线上纵坐标为设定值的像素点作为等离子体的轮廓点；对ICCD相机感光面上剩余行和列的像素点循环执行步骤4和步骤5获得等离子体的所有轮廓点；在等离子体图像上标注出所有轮廓点的坐标，即获得等离子体的轮廓。

技术领域

本公开属于等离子体图像处理技术领域。具体涉及一种提取激光等离子体轮廓的方法。

背景技术

真空设备广泛应用于工业生产、军事工业、科学研究和深空探测等领域。目前采用的低压探测手段均需将低压气体导入测量仪器并与之接触，并不适合工业工程上的应用，如真空灭弧室，内部真空度要求高于10^-2Pa。现有的真空测量手段很难简单准确无损地测量出真空灭弧室内的剩余气压，因此，真空测量领域急需无量规非接触式真空测量技术。

激光等离子技术广泛运用于激光质量光谱、脉冲激光沉积和激光诱导等离子光谱等领域。

基于激光诱导等离子体技术的真空开关真空度带电检测方法，较传统电学方法的检测能力提升了两个数量级，并极大地减小了电磁噪声的影响，有望突破半个多世纪以来真空开关设备真空度在线检测的技术瓶颈。研究激光等离子体图像信息随真空度的变化规律，获取能够表征真空度的等离子体图像的特征参数，可以为真空开关设备真空度的带电检测提供理论与应用基础。等离子体图像的轮廓是真空测量中的一个关键参数，其能直观显示真空度对等离子体形貌的影响。而处于真空中的激光等离子体会快速扩散，时间通常在微秒量级，并且尺寸也处于微米量级，人眼无法直接观察到等离子体的形貌，这增加了激光等离子轮廓的获取难度。因此，激光等离子体轮廓的获取必须借助高感光的成像设备，如ICCD相机，通过拍摄微秒时间内等离子体激光图像，处理图像来获取激光等离子体轮廓。然而，由于光子量子特性以及设备的本底噪声的影响，激光等离子体成像边缘十分模糊，难以通过人眼直接界定并描绘激光等离子体轮廓，等离子体轮廓的界定结果较为主观，不够准确。

发明内容

针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种提取激光等离子体轮廓的方法，能够快速准确的提取等离子体轮廓。

为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：

一种提取激光等离子体轮廓的方法，包括如下步骤：

S100：利用激光烧蚀真空腔室内的靶材料产生激光等离子体，通过ICCD相机对所述激光等离子体进行拍摄获得激光等离子体图像；

S200：将ICCD相机感光面上所有像素点的感光强度值减去ICCD相机的背景噪声，获得像素点的去背景感光强度值；

S300：将ICCD相机感光面上所有像素点排成m行n列，每个像素点的坐标记为(m，n)；

S400：对任意一行或一列的像素点的去背景感光强度值进行高斯拟合，获得高斯曲线方程；

S500：选取高斯曲线上纵坐标为设定值的像素点作为激光等离子体的轮廓点；

S600：对所述ICCD相机感光面上剩余行和列的像素点循环执行步骤S400和步骤S500，获得激光等离子体的所有轮廓点；

S700：在所述激光等离子体图像上标注出所有轮廓点的坐标，即获得激光等离子体的轮廓。

优选的，步骤S400包括以下步骤：

S401：对激光等离子体的光谱强度通过正态分布函数进行描述；