激光技术和激光器日新月异的发展,使激光广泛应用于各大领域。根据实际需求,有时要求几种不同波长的激光光源同光路使用,光纤耦合激光器就能满足条件。激光聚焦点的位置是影响光纤耦合激光器耦合效率的重要因素之一,对其进行精确定位,更有利于提高光纤耦合效率。本文涉及632.8nm和355nm两种波长的激光光源耦合进光纤,原始激光器发出的激光束光斑直径大、有发散角且355nm波长激光具有不可见性。为了使激光束更好的耦合进光纤,本文首先用ZEMAX设计了一组聚焦透镜来聚焦激光束,然后采用CCD相机采集激光聚焦点前后位置图像,并通过MATLAB计算光斑直径,直径最小位置即是聚焦点位置。实验结果表明:测量的焦点位置和大小均可精确到0.001 mm,不同波长激光聚焦点位置不同,聚焦透镜组焦距实际值与理论值的相对误差分别为0.59%和0.73%,最终光纤耦合效率分别达到30%和40%以上,光纤出射激光功率满足使用要求。所设计方法对不可见波长聚焦点的精确定位更显优势。本文设计的双波长光纤耦合激光器被应用于大口径平行光管系统,为了保证平行光管的使用精度,防止发生离焦现象,平行光管系统需要实时检焦。同样采用CCD相机于平行光管焦面处实时采集图像,MATLAB计算焦面光斑大小,通过与光斑标准值比较大小,判断平行光管是否离焦。此外对离焦校正方法也做出详细阐述,结果符合平行光管焦面质量有数字表示和画面显示的要求。本文设计的基于MATLAB图像处理的聚焦点判别方法设计简单、成本低、具有自动性和精确性等特点,可满足实际项目的应用需求。