高斯光斑是一种在多种光学应用领域常见的光斑类型。它通常用于激光光学中，其中基模激光是最为普遍的激光模式；在天文学中，它也描述了遥远恒星发出的星光经望远镜聚焦后形成的效果；在纳米光学领域，亚波长区域辐射出的光场在显微镜成像后也会呈现出高斯光斑。高斯光斑图像的统计分析方法对于提取光斑的关键信息至关重要。这些信息包括光斑的光强、中心位置以及束腰半径等。
文章的主要贡献在于提出了一种新的统计分析方法，这种方法通过分析图像中的像素值分布来处理高斯光斑图像，并进而获取束腰信息。该方法相较于传统的高斯拟合方法，能够在计算量更少的情况下，极大地提高图像分析的速度。
在进行高斯光斑图像分析时，需要建立一个理论模型来描述高斯光斑的光强分布。高斯光斑的光强分布遵循特定的数学模型，其中中心光强为I0，而任意一点的光强Ir则是该点与中心的距离r和束腰半径w的函数。通过将光斑中光强大于某一特定值Ir的区域视为一个半径为r的圆，可以计算出该区域的面积S。通过对该公式两边进行微分，可以得到光强大于Ir的区域面积S随Ir变化的规律。进一步，由于CCD图像中像素点个数N与面积S成正比，而像素值V则与光强I成正比，因此可以通过统计分析特定像素值区间内的像素点个数来获取光斑束腰的信息。
在实际操作中，研究者通过计算机生成了高斯光斑图像，并对图像中的像素点进行统计分析，从而验证了提出的统计分析方法的有效性。实验结果表明，高斯光斑图像的像素值分布很好地遵循高斯分布特性，且通过统计分析可以准确地得到光斑的束腰半径等相关信息。
为了实现高斯光斑图像的快速处理，研究者提出了一种新的统计方法。这一方法基于统计学原理，通过分析图像中像素值的分布规律，可以高效地获取到高斯光斑图像的束腰信息。由于计算量的大幅减少，该方法在实际应用中相比于传统高斯拟合方法具有明显的时间优势，特别适合于需要快速处理大量图像数据的应用场景。
文章作者王鲁橹是一位主要研究方向为纳米光子学的讲师。其提出的高斯光斑图像的统计分析方法，为科学研究和相关应用领域提供了新的工具和思路，具有较强的实用价值和学术意义。作者还感谢了高等学校博士学科点专项科研基金新教师类资助课题对其研究工作的支持。
