文献综述
1 引言
随着光电子技术、自动化控制系统和信息处理技术的快速发展,激光技术已成为现代信息科学一个极为重要的组成部分。由于激光具有高准直、高亮度、单色性强等特点使得激光在各个生产领域与研究领域有着非常重要的作用,因此,对激光信号质量的要求也越来越高。激光是一种旁轴波,大多数的激光光束为谐振腔发出来的高斯光束,激光参数决定着激光信号的质量,也是决定激光应用效果的重要因素。
激光被广泛的应用在工制造业上，例如利用激光进行刻、切割、焊接以及高精度二维和三维计量等。在光纤通信方面，激光也有广泛应用，大大提高了通信的可靠性，带来了客观实在的效益。激光在医疗应用方面被用来治疗皮肤病、进行牙科手术，以及眼科诊疗，而在生命科学研究中用于育种和细胞微加工等。在计算机和信息系统中，激光以光盘的形式实现了大容量信息的存储，带来了实际的效益，大大降低了信息存储的费用。 激光在军事上也有重要应用，主要涉及到雷达、测距、定向、武器、导弹、航空航天、电子对抗等方面。利用强激光的强烧蚀性能，激光武器可以用来破坏制导系统、引爆弹头和毁坏壳体、拦击制导炸弹、炮弹、导弹、卫星、飞机、巡航导弹以及雷达、通信系统等。与此相对，激光也用于制导，具有投掷精度高、捕获目标灵活，导引头成本低、抗干扰性能好、操作简单等优点。激光用于测距，与普通测距相比其具有远、准、快、抗干扰、无盲区等优点。利用光的多普勒效应，激光陀螺可以精确测量飞行器、舰船的速度，从而实现导航。激光技术用在多光谱摄影可以识别伪装目标，实现军事上的侦察。可见，激光在工业、医学以及军事等国民经济的各个方面都得到了广泛的应用。
激光技术应用的关键在于激光光束质量。激光束横向能量分布、光斑尺寸是衡量激光器性能的重要物理量，直接影响工业产品质量以及激光设备性能，因此精确测量表征激光器光束质量的参数引起了人们的广泛关注。要控制这些参数，必须改进测量装置，寻求新的测量方法，使之实现自动化、智能化测量，提高测量精度、准确度和测量效率。
2 国内外研究现状
2.1 国外现状
2014年，Zakaria，Zulkifley等人发现，只要照明条件逐渐变化或突然变化，大多数现有激光光斑检测系统都容易出错，由于检测方案的弱点，当将斑点覆盖在白色背景上时，也很难检测到。于是他们利用阈值处理，背景抠除，感兴趣区域提取和坐标映射等方法作为开发良好的激光光斑检测系统的基础着手构建一个强大的激光光斑检测系统。
2019年，Siva Nagisetty，Taisuke Miura等人提出了一种使用Yaglass（一种远心透镜）和照相机的简单而快速的测量激光束参数包括焦点偏移的技术，同时扩展了这种技术来测量焦点偏移和焦点大小。该方法速度快，可在制造过程中同时实时监测激光束参数。
近几年来，国外研究机构对于激光光斑图像处理技术的运用逐渐成熟，已采用FPGA实现了较高帧频的图像处理系统[4]。
