本實用新型屬光學領(lǐng)域，涉及光學元件疵病的測試裝置，尤其涉及激光光路中透射式大口徑平板與楔板表面、亞表面及內(nèi)部疵病位置的測試裝置。

背景技術(shù)：

神光Ⅲ主機裝置中大量使用平板與楔板光學元件，平板與楔板疵病會使元件在較低的通量下產(chǎn)生損傷，激光誘發(fā)的損傷會使元件的損傷加速，同時引起裝置的光束質(zhì)量變差，影響裝置的輸出能量和聚焦特性，在后續(xù)光路中產(chǎn)生熱像，引起新的損傷，使打靶的能量下降，危害極大。因此，裝置中平板與楔板中疵病的控制十分重要。

傳統(tǒng)測試方法：

方法1，目視法，借助低倍放大鏡觀察平板與楔板表面、亞表面及內(nèi)部的疵病，該方法對大口徑的元件進行測試時，人眼長時間觀察容易引起視力疲勞，測量置信度較低，該方法耗時耗力，效率低下。

方法2，顯微成像法，采用移動掃描機構(gòu)承載大口徑光學元件，采用LED照明，采用暗場成像，由CCD顯微系統(tǒng)測試光學元件的疵病，此方法受顯微系統(tǒng)視場和工作距的限制，只能測試光學元件表面或亞表面的疵病，對光學元件內(nèi)部的疵病測量受限，同時采用顯微系統(tǒng)，視場較小，測量時采用掃描方式耗時較長。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決傳統(tǒng)測試方法耗時耗力、對光學元件內(nèi)部的疵病測量受限的弊端，本實用新型提出了一種透射光學元件疵病測試裝置，能對大口徑透射式光學元件表面及內(nèi)部疵病進行快速檢測。

本實用新型的技術(shù)解決方案如下：

透射光學元件疵病的測試裝置，其特殊之處在于：包括激光器、準直鏡、定焦鏡頭、CCD、移動機構(gòu)和采集控制計算機；所述準直鏡設(shè)置在激光器的輸出光路上；所述定焦鏡頭和CCD剛性連接組成成像系統(tǒng)，成像系統(tǒng)的監(jiān)視面通過定焦鏡頭和CCD感光面成共軛關(guān)系；所述成像系統(tǒng)固定在移動機構(gòu)上；所述移動機構(gòu)與采集控制計算機相連。

為提高檢測效率，實現(xiàn)自動化測試，上述測試裝置還包括載物臺和掃描機構(gòu)；所述載物臺用于放置和固定待測光學元件；所述掃描機構(gòu)用于整體移動載物臺和待測光學元件；所述掃描機構(gòu)與所述采集控制計算機相連。

采用上述測試裝置檢測透射光學元件疵病的方法，其特殊之處在于：包括以下步驟：

1)開啟激光器1，將激光注入準直鏡進行準直；

2)使準直后的激光束照射被測光學元件的某一待測試區(qū)域；

3)觀察成像系統(tǒng)的圖像，若出現(xiàn)衍射圖樣，則表明被測光學元件當前被照射區(qū)域處有疵病，進入步驟4)；

4)沿軸向調(diào)整移動機構(gòu)的位置使衍射環(huán)由大變小直至衍射環(huán)消失，此時成像系統(tǒng)的監(jiān)視面與被測光學元件的疵病位置重合；

5)移動被測光學元件，使激光束通過被測光學元件口徑的下一個測試區(qū)域，采用步驟3)～4)相同的方法對該區(qū)域進行測試；

6)重復步驟3)至步驟5)，直至完成整個光學元件所有區(qū)域的測試；

7)將所有測試區(qū)域中存在疵病的位置數(shù)據(jù)進行拼接，得到整個光學元件的空間缺陷信息。

上述步驟5)中將待測光學元件放置在載物臺上，采用掃描機構(gòu)整體移動載物臺和待測光學元件。

本實用新型的優(yōu)點在于：

1、本實用新型將激光器、準直鏡、載物臺、掃描機構(gòu)、定焦鏡頭、CCD、移動機構(gòu)和采集控制計算機組合，利用激光的衍射特性與物像共軛成像關(guān)系，通過掃描實現(xiàn)對大口徑光學元件的疵病檢測，能夠檢測到整個光學元件的表面、亞表面和內(nèi)部缺陷信息，對光學元件內(nèi)部的疵病測量不受限，且檢測效率高，同時，由于疵病經(jīng)激光照射時，即使尺度在亞微米量級，也可產(chǎn)生清晰的衍射條紋，因此系統(tǒng)測量精度高。

2、本實用新型自動化程度高，適合光學元件疵病的無損非接觸精密測量。

附圖說明

圖1是本實用新型的機構(gòu)示意圖；

圖中，1-激光器、2-準直鏡、3-載物臺、4-掃描機構(gòu)、5-定焦鏡頭、6-CCD、7-移動機構(gòu)、8-采集控制計算機、9-待測光學元件。

具體實施方式

本實用新型所提供的透射光學元件疵病的測試裝置包括激光器1、準直鏡2、載物臺3、掃描機構(gòu)4、定焦鏡頭5、CCD 6、移動機構(gòu)7和采集控制計算機8。

準直鏡2設(shè)置在激光器1的輸出光路上，將激光器的輸出激光準直后輸出平行光束。

載物臺3用于放置待測光學元件，并保證待測光學元件位于準直鏡2的輸出光路上，使平行光束通過待測光學元件的某一個測試區(qū)域。

掃描機構(gòu)4安裝在載物臺3的下端，用于整體移動載物臺3和放置在載物臺3上的待測光學元件，使激光束通過待測光學元件口徑的下一個測試區(qū)域。

定焦鏡頭5和CCD 6剛性連接，組成成像系統(tǒng)。整個成像系統(tǒng)固定在移動機構(gòu)7上，成像系統(tǒng)的監(jiān)視面通過定焦鏡頭5和CCD 6感光面成共軛關(guān)系。成像系統(tǒng)用于測試待測光學元件當前測試區(qū)域是否存在疵病。

掃描機構(gòu)4、成像系統(tǒng)以及移動機構(gòu)7均與采集控制計算機8相連；

采集控制計算機8有三個功能：

1、控制掃描機構(gòu)和移動機構(gòu)的移動步長；

2、采集數(shù)據(jù)：包括成像系統(tǒng)的監(jiān)視面的位置信息、被測光學元件被照射區(qū)域信息；

3、處理數(shù)據(jù)：將被測光學元件存在疵病的各個區(qū)域位置進行拼接，得到整個光學元件的空間缺陷信息。

基于上述測試裝置，本實用新型同時提供了一種透射光學元件疵病的測試方法，包括以下步驟：

1)開啟激光器1，將激光注入準直鏡2后，準直成平行光束，將被測光學元件固定在載物臺3上，使平行光束照射被測光學元件的某一待測區(qū)域；準直的平行光經(jīng)被測光學元件透射后，進入由定焦鏡頭5和CCD 6所組成的成像系統(tǒng)。

2)若成像系統(tǒng)上出現(xiàn)衍射圖樣，則表明被測光學元件被照射區(qū)域處有疵病，進入步驟3)。

3)沿軸向(與準直鏡的軸向平行)調(diào)整移動機構(gòu)7的位置，當成像系統(tǒng)上的衍射圖樣逐漸變小時，表明成像系統(tǒng)的監(jiān)視面逐漸靠近被測光學元件的疵病位置；繼續(xù)調(diào)整移動機構(gòu)7的位置，當衍射環(huán)消失時，滿足像傳遞原理，說明此時成像系統(tǒng)的監(jiān)視面與被測光學元件的疵病位置重合。

4)整體移動載物臺3和被測光學元件，使激光束通過被測光學元件口徑的下一個測試區(qū)域，采用步驟2)～3)相同的方法對該區(qū)域進行測試。

5)重復步驟2)至步驟4)，直至完成整個光學元件的測試。

6)將所有測試區(qū)域的存在疵病的位置數(shù)據(jù)進行拼接，得到整個光學元件的空間缺陷信息。

這里步驟6)中的具體拼接方法是本領(lǐng)域技術(shù)人員數(shù)據(jù)處理的常用技術(shù)手段，本實用新型在此不再贅述。