[發明專利]用于光學元件位相缺陷檢測的線掃描相微分成像裝置

無效

• 申請號: 201310332071.7
• 申請日: 2013-08-01
• 公開（公告）號: CN103389311A
• 公開（公告）日: 2013-11-13
• 發明（設計）人: 陳鳳東;甘雨;劉炳國;莊志濤;劉國棟
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/01
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張利明

技術領域

本發明涉及一種線掃描相微分成像裝置。屬于光學元件檢測技術領域。

背景技術

大型固體激光裝置規模宏大，光學元件數量眾多，輸出能量和功率高，是慣性約束聚變研究的主力裝置。在高功率條件下，光學元件損傷成為了人們必須面臨的棘手問題，因此光學元件缺陷需要嚴格控制。光學元件缺陷種類繁多，性質各異。從對傳輸光場影響的角度看，可分為對光場的振幅和位相調制兩類。振幅調制型缺陷，如灰塵、污染顆粒、體內吸收物等，主要影響光學元件的透過率分布；位相調制型缺陷，如劃痕、凹坑、折射率不均勻雜質等，主要影響光學元件的光學厚度分布。從缺陷位置的角度，分為表面缺陷和內部缺陷，目前已有的檢測方法對表面缺陷和振幅型缺陷可以有效檢控；對于內部的位相缺陷，傳統的外觀和內含物檢測很難發現，因而極具隱秘性，危害極大，成為近年來提高光學元件負載能力的關注熱點。

發明內容

本發明是為了解決大型固體激光裝置中光學元件內部的位相缺陷難于檢測的問題。現提供一種用于光學元件位相缺陷檢測的線掃描相微分成像裝置。

用于光學元件位相缺陷檢測的線掃描相微分成像裝置，它包括：線光源、線平移臺、成像鏡頭和線陣CCD；

將該裝置的主光軸所在直線定義為三維直角坐標系的z軸，線光源、線平移臺、成像鏡頭和線陣CCD沿z軸依次排布，線平移臺用于固定被測光學元件，線光源平行且偏離三維直角坐標系的y軸，線平移臺垂直于z軸，且該線平移臺能夠沿三維直角坐標系的x軸方向平移，成像鏡頭固定在主光軸上、且該成像鏡頭的光軸與主光軸重合，線陣CCD的光敏面所在平面垂直于主光軸；

線光源發出的光入射至固定在線平移臺上的被測光學元件，經該被測光學元件透射的光入射至成像鏡頭，該成像鏡頭將入射光聚焦到線陣CCD的光敏面上成像。

上述線光源由200至500根光纖緊密排布組成。

上述光纖采用鹵素燈作為發光光源。

上述線光源的長度與需要測量的光學元件全口徑長度相同。

上述成像鏡頭為雙凸透鏡。

上述線陣CCD以120Hz的線采樣率采集圖像。

本發明所述的用于光學元件位相缺陷檢測的線掃描相微分成像裝置，采用線陣CCD暗場成像，獲得暗場背景下的位相缺陷的亮斑，使得位相缺陷直接可見。同時本發明所述的用于光學元件位相缺陷檢測的線掃描相微分成像裝置對圖像的分辨率達到6千萬像素。通過線平移臺帶動光學元件平移進行快速掃描，可以在30至60秒內，掃描完成400*400mm口徑的大型光學元件，且檢測口徑范圍可達到5*5至400*400mm。本發明適用于大型固體激光裝置中光學元件內部的位相缺陷檢測。

附圖說明

圖1是用于光學元件位相缺陷檢測的線掃描相微分成像裝置結構的側視圖。

圖2是用于光學元件位相缺陷檢測的線掃描相微分成像裝置結構的俯視圖。

具體實施方式

具體實施方式一：參照圖1和圖2具體說明本實施方式，本實施方式所述的用于光學元件位相缺陷檢測的線掃描相微分成像裝置，它包括：線光源1、線平移臺2、成像鏡頭3和線陣CCD4；

將該裝置的主光軸所在直線定義為三維直角坐標系的z軸，線光源1、線平移臺2、成像鏡頭3和線陣CCD4沿z軸依次排布，線平移臺2用于固定被測光學元件，線光源1平行且偏離三維直角坐標系的y軸，線平移臺2垂直于z軸，且該線平移臺2能夠沿三維直角坐標系的x軸方向平移，成像鏡頭3固定在主光軸上、且該成像鏡頭3的光軸與主光軸重合，線陣CCD4的光敏面所在平面垂直于主光軸；

線光源1發出的光入射至固定在線平移臺2上的被測光學元件，經該被測光學元件透射的光入射至成像鏡頭3，該成像鏡頭3將入射光聚焦到線陣CCD4的光敏面上成像。

采用線陣CCD暗場成像，獲得暗場背景下的位相缺陷的亮斑，使得位相缺陷直接可見。

裝置工作時，被測光學元件放在線平移臺2上，線平移臺2帶動被測光學元件平移運動。

具體實施方式二：本實施方式是對具體實施方式一所述的用于光學元件位相缺陷檢測的線掃描相微分成像裝置作進一步說明，本實施方式中，線光源1由200至500根光纖緊密排布組成。