專利名稱：光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)元件檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及玻璃、塑料、透明晶體等透明材質(zhì)的光學(xué)元件的內(nèi)部缺陷的檢測(cè)的裝置及方法。
背景技術(shù)：
高功率固體激光裝置作為慣性約束聚變(Inertial Confinement Fusion，ICF)的驅(qū)動(dòng)器，需要大量的大口徑光學(xué)元件。然而，隨著高功率固體激光器能量密度的逐漸提高， 光學(xué)元件抗激光損傷能力已經(jīng)成為阻礙輸出通量增大的“瓶頸”。光學(xué)元件的缺陷是引起光學(xué)元件激光損傷主要因素之一。數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明光學(xué)元件的激光損傷往往是缺陷處局部熔坑或炸裂。因?yàn)楣鈱W(xué)元件中的缺陷對(duì)激光的吸收比材料的本征吸收高出幾個(gè)數(shù)量級(jí)，而且缺陷周圍易導(dǎo)致高強(qiáng)度電磁場(chǎng)和小尺度自聚焦，局部溫度的急劇升高導(dǎo)致熱應(yīng)力超過材料的斷裂強(qiáng)度而產(chǎn)生損傷，常伴隨炸裂、熔融材料噴射等現(xiàn)象。另外，光學(xué)元件的缺陷還會(huì)引起不同程度的散射和衍射，嚴(yán)重影響了光學(xué)系統(tǒng)的性能。因此，如何有效檢測(cè)光學(xué)元件的缺陷是ICF系統(tǒng)建造中亟待解決的工程問題，也是光學(xué)加工產(chǎn)業(yè)中必須解決的基礎(chǔ)問題。光學(xué)元件缺陷包括元件材料本身的及元件生產(chǎn)過程引入的內(nèi)部缺陷(如氣泡和雜質(zhì)等)和光學(xué)元件加工過程引入的表面缺陷(如劃痕、麻點(diǎn)、開口氣泡、破點(diǎn)和破邊等) 及亞表面缺陷(如裂縫點(diǎn)和劃痕等)。目前，一般是根據(jù)光學(xué)元件缺陷所處的位置不同，采用不同的檢測(cè)方法與設(shè)備分別檢測(cè)光學(xué)元件表面缺陷、亞表面缺陷和內(nèi)部缺陷。對(duì)于光學(xué)元件表面缺陷和亞表面缺陷，目前已經(jīng)發(fā)展了一些檢測(cè)方法。例如，表面缺陷(即表面疵病)的檢測(cè)方法主要有成像法、散射能量分析法與表面微觀輪廓檢測(cè)法等。亞表面缺陷檢測(cè)的方法有將亞表面缺陷直接暴露出來觀察的破壞性方法(如酸刻法、磁流變拋光三維分析法)，以及全內(nèi)反射顯微(total internal reflection microscopy,TIRM)技術(shù)、亞表面損傷深度與表面粗糙度比例模型預(yù)測(cè)法等非破壞性方法。光學(xué)元件的內(nèi)部缺陷，目前還沒有成熟的檢測(cè)方法和成型的檢測(cè)設(shè)備。一些研究人員對(duì)光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)進(jìn)行了初步的研究。其中方法之一是采用LED光源以掠入射方式照明被檢測(cè)光學(xué)元件，當(dāng)光線照射到光學(xué)元件內(nèi)部缺陷或表面缺陷、亞表面缺陷時(shí)發(fā)生強(qiáng)烈散射，在暗室內(nèi)利用CCD對(duì)其成像，從而得到二維缺陷分布。然而，該方法還存在如下問題該檢測(cè)結(jié)果是二維分布，無法區(qū)分內(nèi)部缺陷和表面缺陷，因此在加工之前不能判斷光學(xué)元件的內(nèi)部缺陷是否滿足要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種光學(xué)元件的檢測(cè)裝置，利用該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光學(xué)元件的內(nèi)部缺陷的檢測(cè)，而且還能夠區(qū)分表面缺陷和內(nèi)部缺陷。本發(fā)明還提供一種光學(xué)元件的檢測(cè)方法。本發(fā)明提供的一種光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置，包括載物臺(tái)、照明系統(tǒng)和成像系統(tǒng)；
其中，所述照明系統(tǒng)相對(duì)于載物臺(tái)的位置按照如下方式設(shè)置在待測(cè)光學(xué)元件置于載物臺(tái)上后，照明系統(tǒng)發(fā)出的照明光束可以正入射方式照射所述光學(xué)元件的表面；所述成像系統(tǒng)設(shè)置于所述載物臺(tái)上光學(xué)元件的側(cè)面外，可獲取照明系統(tǒng)發(fā)出的照明光束在光學(xué)元件厚度方向形成的照明截面的二維圖像?？蛇x的，所述照明系統(tǒng)包括激光光源和設(shè)置于該激光光源出光方向的光束整形系統(tǒng)。可選的，所述光束整形系統(tǒng)包括沿同一光軸依次設(shè)置的第一柱面鏡、第二柱面鏡和準(zhǔn)直透鏡組；所述第一柱面鏡和第二柱面鏡母線相互垂直且共軛距相等，所述準(zhǔn)直透鏡組的前焦點(diǎn)與所述第二柱面鏡的后焦點(diǎn)重合；所述激光光源發(fā)出的光由所述第一柱面鏡入射，并由所述準(zhǔn)直透鏡組出射，出射的光束為帶狀光束?？蛇x的，所述激光光源為半導(dǎo)體泵浦固體激光器。優(yōu)選的，還包括二維掃描支架，所述載物臺(tái)固定裝配于該二維掃描支架上，所述掃描支架的掃描維度X垂直于所述照明截面，掃描維度y平行于所述照明截面，該二維掃描支架可實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件沿其表面二維方向移動(dòng)?？蛇x的，所述成像系統(tǒng)包括成像透鏡和攝像頭；二者的設(shè)置位置使得所述照明截面與攝像頭相對(duì)于所述成像透鏡處于共軛位置?？蛇x的，所述成像透鏡的數(shù)值孔徑大于0. 06 ；攝像頭的分辨率大于480X640，攝像頭的采集頻率大于20幀每秒?？蛇x的，還包括與所述攝像頭連接的圖像處理裝置。優(yōu)選的，還包括一維掃描支架，所述成像系統(tǒng)固定裝配于該一維掃描支架上；該掃描支架的掃描維度X’與所述二維掃描支架的掃描維度X同向，且該一維掃描支架的掃描速度為二維掃描支架X方向掃描速度的η倍；其中η為待測(cè)光學(xué)元件的折射率。本發(fā)明還提供一種光學(xué)元件的內(nèi)部檢測(cè)方法，包括如下步驟提供待檢測(cè)光學(xué)元件；以照明光束垂直照射所述光學(xué)元件的表面；獲取照明光束在所述光學(xué)元件厚度方向形成的截面的二維圖像；以照明光束掃描該光學(xué)元件的整個(gè)表面，獲取該光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的三維圖像；對(duì)所獲取的光學(xué)元件的圖像中的缺陷進(jìn)行識(shí)別和標(biāo)記，并根據(jù)缺陷的位置識(shí)別表面缺陷和內(nèi)部缺陷。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的其中一個(gè)方面具有如下優(yōu)點(diǎn)光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置采用細(xì)帶狀均勻光束照明系統(tǒng)和高分辨率成像系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)元件內(nèi)部陷的有效檢測(cè)；由于光學(xué)元件的表面缺陷和內(nèi)部缺陷中的散射成像光斑在成像后是分離的，因而可以很容易分辨表面缺陷和內(nèi)部缺陷，并可以通過圖像處理抑制表面缺陷對(duì)內(nèi)部缺陷檢測(cè)的影響；在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，還包括掃描支架，通過掃描支架的掃描成像，可獲得光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的三維分布，由于具有掃描檢測(cè)部件，本發(fā)明的裝置特別適合于大口徑光學(xué)元件的檢測(cè)中，對(duì)ICF系統(tǒng)中的光學(xué)元件的檢測(cè)具有重要意義，通過本檢測(cè)裝置，可有效監(jiān)控ICF中光學(xué)元件的質(zhì)量，從而提高激光驅(qū)動(dòng)器的抗損傷能力，具有重要的工程價(jià)值。


圖1為本發(fā)明的光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置實(shí)施例的示意圖；圖2為本發(fā)明的光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置實(shí)施例中照明系統(tǒng)的示意圖；圖3和圖4分別為圖1所示的檢測(cè)裝置裝配掃描支架后的結(jié)構(gòu)示意圖之一和之 --；圖5為應(yīng)用本發(fā)明的光學(xué)元件內(nèi)部的檢測(cè)裝置獲取的光學(xué)元件內(nèi)部缺陷散射的暗場(chǎng)成像圖。
具體實(shí)施例方式在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施的限制。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。圖1為本發(fā)明的光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置的實(shí)施例的示意圖，請(qǐng)參考圖1，本實(shí)施例的光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置包括照明系統(tǒng)100、成像系統(tǒng)300以及待測(cè)元件的載物臺(tái)200。其中，所述載物臺(tái)200用于支撐或夾持待檢測(cè)光學(xué)元件5。所述照明系統(tǒng)100用于產(chǎn)生帶狀照明光束。所述照明系統(tǒng)100相對(duì)于所述載物臺(tái) 200的位置按照如下方式設(shè)置在待測(cè)光學(xué)元件置于載物臺(tái)上后，照明系統(tǒng)100發(fā)出的照明光束可以以正入射方式照射到所述待測(cè)光學(xué)元件表面。如本實(shí)施例中，所述照明系統(tǒng)100 的光束出射口正對(duì)所述載物臺(tái)200的表面。也可以設(shè)置照明系統(tǒng)100發(fā)出的照明光束經(jīng)過反射或折射后正入射到載物臺(tái)200上的光學(xué)元件5的表面。所述成像系統(tǒng)300設(shè)置于所述載物臺(tái)200上的光學(xué)元件5的側(cè)面外，從而可以獲取照明系統(tǒng)100在該光學(xué)元件5的厚度方向形成的照明截面的二維圖像。利用上述實(shí)施例的光學(xué)元件的檢測(cè)裝置工作時(shí)，照明系統(tǒng)100發(fā)出的照明光束正入射到光學(xué)元件5的表面，并在光學(xué)元件5厚度方向形成照明截面6，所述的成像系統(tǒng)300 可獲取該照明截面6的二維圖像，如果照明截面區(qū)域內(nèi)有缺陷，則該區(qū)域內(nèi)的缺陷會(huì)作為散射體對(duì)照明光束進(jìn)行散射；成像系統(tǒng)300在獲取照明截面區(qū)域圖像的同時(shí)，也會(huì)對(duì)缺陷散射進(jìn)行暗場(chǎng)成像，從而可獲得清晰的缺陷圖像，根據(jù)成像規(guī)律很容易獲得缺陷位置以及分布等信息，對(duì)缺陷進(jìn)行判斷、分析，可以確定其為內(nèi)部缺陷或者是表面缺陷。利用所述的照明光束對(duì)整個(gè)光學(xué)元件表面進(jìn)行掃描，成像系統(tǒng)300可獲得光學(xué)元件內(nèi)部完整的三維圖像，從而也獲得光學(xué)元件內(nèi)部整體的缺陷分布信息。圖1所示的照明系統(tǒng)100可以是任何能夠產(chǎn)生帶狀細(xì)光束的光源或裝置。圖2示出了本實(shí)施例中的照明系統(tǒng)100產(chǎn)生帶狀細(xì)光束的其中一種方式。請(qǐng)參考圖2，所述照明系統(tǒng)100包括激光光源1以及設(shè)置于該激光光源出光方向的光束整形系統(tǒng)。作為具體的例子，本實(shí)施例的光學(xué)元件的檢測(cè)裝置采用波長(zhǎng)為532nm、功率為400mW的半導(dǎo)體泵浦固體激光器；在實(shí)際應(yīng)用中，可以根據(jù)需要采用不同波長(zhǎng)、功率以及類型的激光器。所述光束整形系統(tǒng)包括沿同一光軸依次設(shè)置的第一柱面鏡2、第二柱面鏡3和準(zhǔn)直透鏡組4。第一柱面鏡2和第二柱面鏡3母線相互垂直且共軛距相等，所述準(zhǔn)直透鏡組4的前焦點(diǎn)與所述第二柱面鏡3的后焦點(diǎn)重合。激光光源1發(fā)出的光由所述第一柱面鏡2入射，并由所述準(zhǔn)直透鏡組4出射。利用圖2所示的照明系統(tǒng)，可產(chǎn)生細(xì)帶狀分布的光束。其原理如下，若激光光源1 發(fā)出的光束在X和y方向的窗口尺寸分別為a和b，發(fā)散角分別為c和d，第一柱面鏡2將所述光束在y方向聚焦到F點(diǎn)(其中F為第二柱面鏡3的后焦點(diǎn))，第一柱面鏡2在χ方向等效為平板元件；第二柱面鏡3將光束在χ方向聚焦到F點(diǎn)，該第二柱面鏡3在y方向等效為平板元件；因此，所述的第一柱面鏡2和第二柱面鏡3將整個(gè)光束聚焦到F點(diǎn)。準(zhǔn)直透鏡組4的前焦點(diǎn)與F點(diǎn)重合，通過該準(zhǔn)直透鏡組4可將聚焦到焦點(diǎn)F的光束準(zhǔn)直后得到能夠均勻分布的平行光束，其形成的光斑在χ和y方向的尺寸分別為u和ν。本實(shí)施例中，通過設(shè)計(jì)第一柱面鏡2、第二柱面鏡3以及準(zhǔn)直透鏡組4，可將半導(dǎo)體泵浦固體激光器1發(fā)出的光束整形為u = IOmm, ν = Imm的均勻分布的帶狀細(xì)光束。當(dāng)然，產(chǎn)生帶狀細(xì)光束光學(xué)結(jié)構(gòu)并不限于圖2所示的結(jié)構(gòu)，其還可以有其它方式， 任何能夠?qū)⒓す夤馐鴶U(kuò)束為均勻分布的帶狀光束的結(jié)構(gòu)、裝置以及系統(tǒng)均可以應(yīng)用于此。本實(shí)施例中，所述成像系統(tǒng)300包括成像透鏡7和攝像頭8。二者的設(shè)置位置使得所述照明截面與攝像頭8相對(duì)于成像透鏡處于共軛位置。為實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)元件的掃描成像，同時(shí)便于所述成像系統(tǒng)300跟蹤成像，可以將所述載物臺(tái)200固定裝配于二維掃描支架上，將成像系統(tǒng)300裝配于一維掃描支架上。如圖3和圖4所示，二維掃描支架包括相互垂直的χ方向的掃描臂13和y方向掃描臂12，且所述χ方向掃描臂13掃描維度x(即掃描方向)垂直于所述照明截面6，y方向掃描臂12的掃描維度平行于所述照明截面。利用該二維掃描支架，可實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件5沿其表面二維方向移動(dòng)。利用所述的二維掃描支架和一維掃描支架工作時(shí)，將待檢測(cè)光學(xué)元件5裝夾在載物臺(tái)的支架10上，然后將載物臺(tái)固定于所述的二維掃描支架上。二維掃描支架在電控下帶動(dòng)載物臺(tái)沿χ和y方向進(jìn)行二維平移。照明系統(tǒng)發(fā)出的帶狀均勻分布的光束照明光學(xué)元件5的一個(gè)小區(qū)域，形成照明截面，若該區(qū)域內(nèi)有內(nèi)部缺陷，如氣泡和雜質(zhì)等，則照明光束會(huì)被內(nèi)部缺陷散射，其中大部分的散射能量分布在ζ方向(垂直于χ和y構(gòu)成平面的方向)，只有一小部分散射能量朝χ方向散射，該部分散射光束經(jīng)成像系統(tǒng)的成像透鏡7，成像到攝像頭8上，從而在攝像頭8上得到二維光斑分布圖，它對(duì)應(yīng)著照明區(qū)域6的yz向的二維缺陷分布，其中光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的大小和折射率可根據(jù)光斑的大小和亮度等信息得到。如圖5為應(yīng)用本實(shí)施例的光學(xué)元件內(nèi)部的檢測(cè)裝置獲取的光學(xué)元件內(nèi)部缺陷散射的暗場(chǎng)成像圖。通過x、y方向平移二維平移臺(tái)12，帶狀均勻分布光束可以掃描照射到光學(xué)元件的不同區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)大口徑光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的三維分布信息。為了實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的精確測(cè)量，一方面，成像透鏡7和攝像頭8組成的成像系統(tǒng)必須是高分辨率的成像系統(tǒng)，成像透鏡7采用高數(shù)值孔徑(例如數(shù)值孔徑大于 0. 06)的成像透鏡，攝像頭采用高分辨率的CXD (分辨率大于480 X 640，采集頻率大于20幀每秒)；另一方面，攝像頭8和照明區(qū)域6應(yīng)該位于成像透鏡7的共軛位置。其中攝像頭8 和成像透鏡7的位置一般是固定設(shè)置的，因此應(yīng)保持照明區(qū)域6和成像透鏡7之間的光程差為恒定值。在光學(xué)元件5內(nèi)部缺陷的二維掃描測(cè)量時(shí)，可先調(diào)節(jié)成像透鏡7和攝像頭8，使光學(xué)元件5中的某個(gè)特定區(qū)域處于攝像頭8的共軛位置(對(duì)焦)，掃描時(shí)若光學(xué)元件5沿 χ方向移動(dòng)距離D，則成像系統(tǒng)300在χ方向同步移動(dòng)距離nD，其中η表示光學(xué)元件5的折射率。若光學(xué)元件5沿y方向移動(dòng)時(shí)，成像系統(tǒng)300保持不動(dòng)。也就是說，光學(xué)元件5與成像系統(tǒng)300在χ方向同步移動(dòng)，成像系統(tǒng)300的移動(dòng)距離是光學(xué)元件5的η倍。本實(shí)施例中，成像系統(tǒng)300通過支架15支撐著固定在χ’方向掃描臂14上，構(gòu)成一維掃描支架，一維掃描支架可在計(jì)算機(jī)的控制下進(jìn)行平移。其中，該掃描一維掃描支架的掃描維度X’與所述二維掃描支架的掃描維度χ同向。通過所述成像系統(tǒng)300得到內(nèi)部缺陷的散射圖后，因?yàn)楣鈱W(xué)元件的表面缺陷和內(nèi)部缺陷的散射成像光斑在攝像頭8上是分離的，因此可通過圖像處理裝置(例如1中所示的圖像處理裝置9)對(duì)獲取的缺陷分布圖像進(jìn)行缺陷判別、識(shí)別和標(biāo)定，最后得到光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的三維分布信息。上述的實(shí)施例中，將所述載物臺(tái)200至于二維掃描平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)元件的掃描照明。但掃描照明的方式并不局限于此，還可以通過照明光束的移動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)元件的掃描照明，只是在光束掃描時(shí)，需要成像系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)。此外，上述實(shí)施例中所述的照明系統(tǒng)，成像系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)僅僅是實(shí)例，其并不限于此，其還可以有其它的結(jié)構(gòu)以及實(shí)現(xiàn)方式，這里不再一一贅述，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的說明書的教導(dǎo)以其它的方式來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的實(shí)施例中，采用細(xì)帶狀均勻光束照明系統(tǒng)和高分辨率成像系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)元件內(nèi)部陷的有效檢測(cè)；通過掃描支架的掃描成像，可獲得光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的三維分布，由于光學(xué)元件的表面缺陷和內(nèi)部缺陷中的散射成像光斑在成像后是分離的，因而可以很容易分辨表面缺陷和內(nèi)部缺陷，并可以通過圖像處理抑制表面缺陷對(duì)內(nèi)部缺陷檢測(cè)的影響。應(yīng)用上述實(shí)施例的裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的有效檢測(cè)，由于具有掃描檢測(cè)部件，本發(fā)明的裝置特別適合于大口徑光學(xué)元件的檢測(cè)中，對(duì)ICF系統(tǒng)中的光學(xué)元件的檢測(cè)具有重要意義，通過本檢測(cè)裝置，可有效監(jiān)控ICF中光學(xué)元件的質(zhì)量，從而提高激光驅(qū)動(dòng)器的抗損傷能力，具有重要的工程價(jià)值。本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動(dòng)和修改，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置，其特征在于包括載物臺(tái)、照明系統(tǒng)和成像系統(tǒng)；其中，所述照明系統(tǒng)相對(duì)于載物臺(tái)的位置按照如下方式設(shè)置在待測(cè)光學(xué)元件置于載物臺(tái)上后，照明系統(tǒng)發(fā)出的照明光束可以正入射方式照射所述光學(xué)元件的表面；所述成像系統(tǒng)設(shè)置于所述載物臺(tái)上光學(xué)元件的側(cè)面外，可獲取照明系統(tǒng)發(fā)出的照明光束在光學(xué)元件厚度方向形成的照明截面的二維圖像。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述照明系統(tǒng)包括激光光源和設(shè)置于該激光光源出光方向的光束整形系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述光束整形系統(tǒng)包括沿同一光軸依次設(shè)置的第一柱面鏡、第二柱面鏡和準(zhǔn)直透鏡組；所述第一柱面鏡和第二柱面鏡母線相互垂直且共軛距相等，所述準(zhǔn)直透鏡組的前焦點(diǎn)與所述第二柱面鏡的后焦點(diǎn)重合；所述激光光源發(fā)出的光由所述第一柱面鏡入射，并由所述準(zhǔn)直透鏡組出射，出射的光束為帶狀光束。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述激光光源為半導(dǎo)體泵浦固體激光器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括二維掃描支架，所述載物臺(tái)固定裝配于該二維掃描支架上，所述掃描支架的掃描維度χ垂直于所述照明截面，掃描維度y平行于所述照明截面，該二維掃描支架可實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件沿其表面二維方向移動(dòng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述成像系統(tǒng)包括成像透鏡和攝像頭；二者的設(shè)置位置使得所述照明截面與攝像頭相對(duì)于所述成像透鏡處于共軛位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置，其特征在于，所述成像透鏡的數(shù)值孔徑大于0. 06 ；攝像頭的分辨率大于480*640，攝像頭的采集頻率大于20幀每秒。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)元件的內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括與所述攝像頭連接的圖像處理裝置。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)元件的內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置，其特征在于，還包括一維掃描支架，所述成像系統(tǒng)固定裝配于該一維掃描支架上；該掃描支架的掃描維度χ’與所述二維掃描支架的掃描維度X同向，且該一維掃描支架的掃描速度為二維掃描支架X方向掃描速度的η倍；其中η為待測(cè)光學(xué)元件的折射率。
10.一種光學(xué)元件的內(nèi)部檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟提供待檢測(cè)光學(xué)元件；以照明光束垂直照射所述光學(xué)元件的表面；獲取照明光束在所述光學(xué)元件厚度方向形成的截面的二維圖像；以照明光束掃描該光學(xué)元件的整個(gè)表面，獲取該光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的三維圖像；對(duì)所獲取的光學(xué)元件的圖像中的缺陷進(jìn)行識(shí)別和標(biāo)記，并根據(jù)缺陷的位置識(shí)別表面缺陷和內(nèi)部缺陷。
全文摘要
一種光學(xué)元件內(nèi)部缺陷的檢測(cè)裝置，包括載物臺(tái)、照明系統(tǒng)和成像系統(tǒng)；其中，所述照明系統(tǒng)相對(duì)于載物臺(tái)的位置按照如下方式設(shè)置在待測(cè)光學(xué)元件置于載物臺(tái)上后，照明系統(tǒng)發(fā)出的照明光束可以正入射方式照射所述光學(xué)元件的表面；所述成像系統(tǒng)設(shè)置于所述載物臺(tái)上光學(xué)元件的側(cè)面外，可獲取照明系統(tǒng)發(fā)出的照明光束在光學(xué)元件厚度方向形成的照明截面的二維圖像。利用該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光學(xué)元件的內(nèi)部缺陷的檢測(cè)，而且還能夠區(qū)分表面缺陷和內(nèi)部缺陷。本發(fā)明還提供一種光學(xué)元件的檢測(cè)方法。
文檔編號(hào)G01N21/958GK102288622SQ201110109229
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者徐建程, 李勇, 王輝, 范長(zhǎng)江 申請(qǐng)人:浙江師范大學(xué)