[發明專利]平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置和方法

有效

• 申請號: 201110196834.0
• 申請日: 2011-07-14
• 公開（公告）號: CN102353526A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 黃奎喜;朱寶強;唐順興;歐陽小平;劉崇
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 張澤純

技術領域

本發明涉及玻璃，特別是一種平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置和方法。

背景技術

在高功率激光及一般的激光研究中，激光具有較高的峰值功率和能量密度。在對激光參數進行診斷的過程中，需要對取樣光束進行一定比例的衰減以滿足測量設備的輸入范圍需求，不同型號的有色玻璃對不同波長的激光具有特定的透射系數，常用于對被測光束進行強度衰減；同時，特定的有色玻璃還用于隔離自然光及其他非被測光。在有色玻璃用于激光參數測量中時，特別是用于空間參數的診斷時，為了避免有色玻璃濾光片引入額外的光強調制，需要采用光學性能均勻的有色玻璃濾光片。有色玻璃濾光片的不均勻性主要包括：加工過程中引入的內部應力不均勻性，導致光學性能不均勻；雜質及其他不均勻性。因此需要對用于激光參數測量的平板有色玻璃濾光片進行均勻性檢測，篩選出滿足需要的樣品。

發明內容

本發明所要解決的主要問題，是提供一種平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置和方法，以實現對平板有色玻璃濾光片均勻性的快速檢測。

本發明的技術解決方案如下：

一種平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置，包括半導體激光器，其特點在于：沿所述的半導體激光器輸出的激光方向依次是同光軸的擴束器、樣品夾持器、成像透鏡和CCD探測器，所述的CCD探測器位于所述的成像透鏡的焦平面，所述的CCD探測器的輸出端接顯示器的輸入端，所述的樣品夾持器供待測的平板有色玻璃濾光片夾持。

所述的樣品夾持器為可調的同軸透鏡座。

為了便于觀察測量圖像，所使用的半導體激光器波長應在平板有色玻璃的高透光譜區域；樣品夾持器，由于使用的有色平板一般加工為圓形，采用可調同軸透鏡座作為樣品夾持器，成像鏡頭將樣品平面成像在所述的CCD探測器表面，輸入顯示器上顯示，以監測透射率的均勻性。

利用所述的平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置進行平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測方法，其特點在于該方法包括下列步驟：

①將待測的平板有色玻璃濾光片，簡稱為樣品置于所述的樣品夾持器上；

②開啟半導體激光器，使在所述的顯示器上觀察到所述的樣品的像；

③垂直光軸橫向移動所述的樣品時，在顯示器上觀察到隨樣品移動的明暗帶紋、小暗斑或者亮斑隨樣品橫向移動，則表明所述的樣品透過率不均勻；當顯示器上觀察不到明暗帶紋、小暗斑或者亮斑的隨樣品橫向移動，則樣品是均勻的。?

本發明采用橫向移動樣品的方法，區分樣品不均勻性和光束不均勻性。雖然半導體激光器具有穩定均勻的輸出，在插入樣品前，由于激光器的局部不均勻性及成像系統光學元件的不均勻性，監視器上還是會觀察到一些瑕疵點及光強不均勻區域。插入樣品后并橫向移動樣品，顯示屏上可以觀察到隨樣品移動的缺陷，如有內部應力，會出現一條沿應力方向分布的明暗帶紋，如有一些小暗斑或者亮斑隨樣品橫向移動，這些結構表明透過率不均勻。

該發明采用可調同軸透鏡座作為夾持樣品的機構，可以快速方便地安裝及拆卸樣品，由于檢測光束不需要嚴格垂直入射樣品，所以樣品裝夾機構不需要復雜的調節機構。

附圖說明

圖1是本發明平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置示意圖

圖中：1-半導體激光器；2-擴束準直器；3-可調同軸透鏡座；4-樣品；5-成像透鏡；6-CCD探測器；7-顯示器。

具體實施方式

下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明，但不應以此限制本發明的保護范圍。

圖1是本發明平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置示意圖，由圖可見，本發明平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置，包括半導體激光器1，沿所述的半導體激光器1輸出的激光方向依次是同光軸的擴束準直器2、樣品夾持器3、成像透鏡5和CCD探測器6，所述的CCD探測器6位于所述的成像透鏡5的焦平面，所述的CCD探測器6的輸出端接顯示器7，所述的樣品夾持器3供待測的平板有色玻璃濾光片4夾持。所述的樣品夾持器3為可調的同軸透鏡座。

利用上述的裝置進行平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測方法，其特征在于該方法包括下列步驟：

①將待檢測的平板有色玻璃濾光片，以下簡稱為樣品4置于所述的樣品夾持器3上；

②開啟所述的半導體激光器1，適當調整光路，使在所述的顯示器7上觀察到所述樣品的像；

③垂直光軸橫向移動所述的樣品時，在顯示器7上觀察到明暗帶紋、小暗斑或者亮斑的隨樣品橫向移動，則表明所述樣品的透過率不均勻；當顯示器7上觀察不到明暗帶紋、小暗斑或者亮斑的隨樣品橫向移動，則該樣品是均勻的。?

根據待測有色玻璃濾光片的透射光譜范圍，選擇相應的半導體激光器1，使半導體激光器發出的激光能夠透過10%以上能量。以上海有色玻璃廠生產的用于截止自然可見光的牌號為HWB760紅外透射可見吸收玻璃為例，厚度為3mm，對700nm以下波長截止，760nm處透射率T>85%，800nm以上透射率達到90%，選擇Photoptech公司DPIR-3050半導體激光器作為檢測光源，工作中心波長1064nm，輸出功率50mW。半導體激光器1發出的激光經過擴束器2后，獲得與待測樣品4口徑相當的光束。以30mm口徑樣品為例，需將1mm口徑激光放大到20-40mm口徑，對檢測光的準直性沒有嚴格要求。將樣品4夾持在可調同軸透鏡座3上，該可調同軸透鏡座適用于5-50mm口徑樣品夾持，由于一般的有色玻璃濾光片小于50mm口徑，所以該可調同軸透鏡座滿足實驗室一般需求。經過有色玻璃濾光片調制的檢測光經鏡頭5成像在CCD探測器6的光敏面上，經CCD探測器6采集后并在顯示器7上顯示，供工作人員觀察。需要注意的是必須將樣品4的后表面清晰地成像在CCD探測器6的光敏面上，才能夠觀察到有色玻璃濾光片的非均勻性細節。水平來回移動可調同軸透鏡座3，可以在顯示器7上觀察到樣品4的影像。如果樣品4是理想的，無內部應力及壞點等瑕疵，那么CCD探測器6視場內的區域在有無樣品通過兩種情況下的對比度不會改變。如果有改變，說明有瑕疵存在。在移動樣品時，那些隨樣品移動而移動的影像區域就是樣品瑕疵區域。可通過多次往返移動判定瑕疵形貌及嚴重程度，進而篩選出比較均勻的有色玻璃濾光片。