随着激光技术在军事、农业、材料加工等领域内的广泛应用,不同领域对激光的特性要求也不相同,如何评价激光的质量也显得尤为重要。相比其它光束质量评价参数,BQ因子考虑到大气湍流对激光光束的影响,因此对追求实际光束远场能量集中度或检测光束强度均匀的应用场合来讲,BQ因子显得十分重要。本文主要对光束束宽测量方案的设计、BQ因子测量方案的设计和光斑图像处理与特性分析这三个方面进行研究,以下分别介绍:1)分析激光光束质量评价参数,并且指出它们的适用性与不足。基于高斯激光特性推导激光光束质量评价参数的计算公式,在此基础上设计基于CCD相机的激光光束束宽测量方案。2)分析传统BQ因子测量方案发现若激光光束经过远距离传输后,光束横截面的光斑尺寸可能大于功率探测器的有效面积,因此导致BQ因子计算不准确。针对这一问题,本文使用了基于图像灰度分布的BQ因子测量方案。3)自然环境中的各种电磁波和CCD相机本身都会使拍摄到的光斑图像存在噪声。因此对光斑图像进行特性分析之前,需要将光斑图像经过去噪处理。分析传统空域和频域滤波算法可知,它们不能兼顾平滑噪声和保留图像的细节信息,因此本文选用基于PDE的全变分去噪算法。但传统全变分去噪算法会产生“阶梯效应”,针对这一问题,本文提出了改进的全变分去噪算法。基于图像处理技术,分析光斑特性如光斑质心位置、灰度分布、图像边缘、三维及伪彩色图像。使用由本文研制的激光光束质量测量系统所计算得到的光束质量评价参数数据,分析激光光束特性。最后本文基于CCD相机设计并研发了一套激光光束质量分析系统,该系统以VS2015为开发平台,使用C/C++为编程语言,利用MFC编写人机交互界面,Open Cv进行图像处理算法编程。