[發明專利]透射光學元件疵病測試裝置及方法

有效

• 申請號: 201611147850.X
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106841236B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 陳永權;段亞軒;趙建科;李坤;聶申;宋琦
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01N21/958
• 分類號: G01N21/958
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 陳廣民

為了解決傳統測試方法耗時耗力、對光學元件內部的疵病測量受限的弊端，本發明提供了一種透射光學元件疵病的測試裝置及方法，其中裝置包括激光器、準直鏡、定焦鏡頭、CCD、移動機構和采集控制計算機；所述準直鏡設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，成像系統的監視面通過定焦鏡頭和CCD感光面成共軛關系；所述成像系統固定在移動機構上；所述移動機構與采集控制計算機相連。

技術領域

本發明屬光學領域，涉及光學元件疵病的測試方法與裝置，尤其涉及激光光路中透射式大口徑平板與楔板表面、亞表面及內部疵病位置的測試方法與裝置。

背景技術

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生損傷，激光誘發的損傷會使元件的損傷加速，同時引起裝置的光束質量變差，影響裝置的輸出能量和聚焦特性，在后續光路中產生熱像，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顯微系統測試光學元件的疵病，此方法受顯微系統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，對光學元件內部的疵病測量受限，同時采用顯微系統，視場較小，測量時采用掃描方式耗時較長。

發明內容

為了解決傳統測試方法耗時耗力、對光學元件內部的疵病測量受限的弊端，本發明提出了一種透射光學元件疵病測試方法及裝置，能對大口徑透射式光學元件表面及內部疵病進行快速檢測。

本發明的技術解決方案如下：

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、移動機構和采集控制計算機；所述準直鏡設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，成像系統的監視面通過定焦鏡頭和CCD感光面成共軛關系；所述成像系統固定在移動機構上；所述移動機構與采集控制計算機相連。

為提高檢測效率，實現自動化測試，上述測試裝置還包括載物臺和掃描機構；所述載物臺用于放置和固定待測光學元件；所述掃描機構用于整體移動載物臺和待測光學元件；所述掃描機構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域；

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

4)沿軸向調整移動機構的位置使衍射環由大變小直至衍射環消失，此時成像系統的監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域，采用步驟3)～4)相同的方法對該區域進行測試；

6)重復步驟3)至步驟5)，直至完成整個光學元件所有區域的測試；

7)將所有測試區域中存在疵病的位置數據進行拼接，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，采用掃描機構整體移動載物臺和待測光學元件。

本發明的優點在于：