[發(fā)明專利]一種大口徑光柵損傷的在線快速測(cè)量裝置和測(cè)量方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710069388.4
• 申請(qǐng)日: 2017-02-08
• 公開（公告）號(hào): CN106840612B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔勇;季來林;單炯;高妍琦;王韜;饒大幸;杜鵬遠(yuǎn);曹兆棟;李小莉;陳明;夏蘭;徐光
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院上海激光等離子體研究所
• 主分類號(hào): G01M11/02
• 分類號(hào): G01M11/02
• 代理公司: 上海智力專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 31105
• 代理人: 周濤

1.一種大口徑光柵損傷的在線快速測(cè)量裝置，其特征在于，該測(cè)量裝置包括激光器（1）、準(zhǔn)直透鏡（2）、半波片（3）、偏振分束器（4）、第一透鏡（5）、第二透鏡（6）、大口徑光柵（7）、成像系統(tǒng)（8）、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（9），

所述激光器（1）發(fā)出的線偏振光束通過準(zhǔn)直透鏡（2）準(zhǔn)直為平行光束，所述平行光束經(jīng)半波片（3）后，以高透過率通過偏振分束器（4），經(jīng)偏振分束器（4）后的透射光束依次經(jīng)過第一透鏡（5）、第二透鏡（6）構(gòu)成的擴(kuò)束系統(tǒng)后將光束口徑擴(kuò)大，擴(kuò)束后的光束以利特羅角入射到大口徑光柵（7）上，所述大口徑光柵（7）的衍射光將沿原路返回，依次經(jīng)過第二透鏡（6）、第一透鏡（5）縮束后入射到偏振分束器（4）上，偏振分束器（4）的反射光由成像系統(tǒng)（8）接收，所述成像系統(tǒng)（8）與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（9）相連接，由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（9）對(duì)成像系統(tǒng)（8）獲得的圖像進(jìn)行分析處理，得出大口徑光柵的損傷信息，所述激光器為連續(xù)激光器，所述激光器波長(zhǎng)為，大口徑光柵的柵距為d，則利特羅角。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑光柵損傷的在線快速測(cè)量裝置，其特征在于，所述大口徑光柵為介質(zhì)膜光柵，平行光束經(jīng)半波片轉(zhuǎn)變后的線偏振光的偏振方向與大口徑光柵的條紋刻線方向相同，所述偏振分束器的消光比為Ts：Tp > 1000：1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑光柵損傷的在線快速測(cè)量裝置，其特征在于，所述大口徑光柵為金屬膜光柵，平行光束經(jīng)半波片轉(zhuǎn)變后的線偏振光的偏振方向與大口徑光柵的條紋刻線方向相垂直，所述偏振分束器的消光比為Tp： Ts > 1000：1。

4.一種利用權(quán)利要求2所述的大口徑光柵損傷的在線快速測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)大口徑光柵損傷的在線快速測(cè)量方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

假定介質(zhì)膜光柵條紋刻線方向?yàn)樨Q直方向，

第一步，組裝完成大口徑介質(zhì)膜光柵損傷的在線快速測(cè)量裝置；

第二步，將激光束依次通過準(zhǔn)直透鏡（2）、半波片（3）、偏振分束器（4）、第一透鏡（5）、第二透鏡（6）、大口徑光柵（7），旋轉(zhuǎn)半波片，使激光束轉(zhuǎn)變?yōu)樨Q直線偏振光，偏振分束器的消光比為：Ts : Tp > 1000 : 1，豎直線偏振光以高透過率通過偏振分束器，經(jīng)擴(kuò)束后以利特羅角入射到大口徑光柵上；

第三步，若大口徑光柵表面無損傷，則衍射光偏振方向不變，所述大口徑光柵（7）的衍射光將沿原路返回，依次通過第二透鏡（6）、第一透鏡（5），成像系統(tǒng)（8）接收的圖像為暗場(chǎng)背景，其中，成像系統(tǒng)中CCD的光敏面與大口徑光柵表面呈共軛物像關(guān)系，

第四步，當(dāng)大口徑光柵表面特定的位置存在損傷，損傷點(diǎn)將產(chǎn)生自由偏振態(tài)的散射光，散射光中存在p光分量，在偏振分束器（4）處，p光分量反射進(jìn)入成像系統(tǒng)（8），成像系統(tǒng)（8）采集的不同位置的光斑分布與光柵表面相應(yīng)位置的損傷點(diǎn)存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（9）對(duì)成像系統(tǒng)（8）采集的圖像進(jìn)行分析、處理，獲得大口徑光柵的表面損傷信息。

5.一種利用權(quán)利要求3所述的大口徑光柵損傷的在線快速測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)大口徑光柵損傷的在線快速測(cè)量方法，其特征在于該方法包括如下步驟：

假定金屬膜光柵條紋刻線方向?yàn)樨Q直方向，

第一步，組裝完成大口徑光柵損傷的在線快速測(cè)量裝置；

第二步，將激光束依次通過準(zhǔn)直透鏡（2）、半波片（3）、偏振分束器（4）、第一透鏡（5）、第二透鏡（6）、大口徑光柵（7），旋轉(zhuǎn)半波片，使激光束轉(zhuǎn)變?yōu)樗骄€偏振光，偏振分束器的消光比為：Tp : Ts > 1000 : 1，水平線偏振光以高透過率通過偏振分束器，經(jīng)擴(kuò)束后以利特羅角入射到大口徑光柵上；

第三步，若大口徑光柵表面無損傷，則衍射光偏振方向不變，所述大口徑光柵（7）的衍射光將沿原路返回，依次通過第二透鏡（6）、第一透鏡（5），成像系統(tǒng)（8）接收的圖像為暗場(chǎng)背景，其中，成像系統(tǒng)中CCD的光敏面與大口徑光柵表面呈共軛物像關(guān)系；

第四步，當(dāng)大口徑光柵表面特定的位置存在損傷，損傷點(diǎn)將產(chǎn)生自由偏振態(tài)的散射光，散射光中存在s光分量，在偏振分束器（4）處，s光分量反射進(jìn)入成像系統(tǒng)（8），成像系統(tǒng)（8）采集的不同位置的光斑分布與光柵表面相應(yīng)位置的損傷點(diǎn)存在一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（9）對(duì)成像系統(tǒng)（8）采集的圖像進(jìn)行分析、處理，獲得大口徑光柵的表面損傷信息。