[發明專利]一種缺陷檢測設備及方法

有效

• 申請號: 201811429344.9
• 申請日: 2018-11-27
• 公開（公告）號: CN109459438B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 劉紅婕;王鳳蕊;黃進;周曉燕;葉鑫;黎維華;孫來喜;石兆華;夏漢定;鄧清華;邵婷
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/64;G01N21/47;G01N21/01
• 代理公司: 北京眾達德權知識產權代理有限公司 11570
• 代理人: 劉杰

本發明提供了一種缺陷檢測設備及方法，通過激光發射裝置發出探測光，并使探測光輻照到待測樣品上，形成信號光，然后通過分光裝置將信號光中包含的散射光和熒光進行分離，使得熒光入射到第一探測裝置成像，散射光入射到第二探測裝置成像，進而通過控制裝置處理第一探測裝置采集到的熒光圖像信息以及第二探測裝置采集到的散射光圖像信息，得到待測樣品的表面缺陷信息以及亞表面缺陷信息。通過本發明提供的技術方案能夠實現對待測樣品的亞表面缺陷的無損檢測，而且能夠同時實現對待測樣品的表面缺陷的無損檢測，有利于節約缺陷檢測的測試時間，提高測試效率。

技術領域

本發明涉及光學檢測技術領域，具體而言，涉及一種缺陷檢測設備及方法。

背景技術

為了獲得最大輸出，大型高功率/高能量激光裝置都在接近于光學元件損傷閾值的通量下運行，因此光學元件損傷性能尤其重要，是決定這類激光裝置輸出能力的關鍵。目前高通量下光學元件的損傷問題大部分都可歸結于光學元件亞表面各類缺陷，這些缺陷深度在幾微米到數百微米，當激光輻照時會吸收激光能量導致局部材料高溫進而引發損傷。因此，光學元件亞表面缺陷的探測技術和方法非常關鍵。

然而，現有的亞表面缺陷檢測方法為通過物理或化學的方法將不同深度的缺陷暴露在外面，結合光學顯微鏡、掃描電鏡、原子力顯微鏡等技術獲取缺陷信息，這些方法測試的亞表面缺陷精度高，不受表面缺陷影響，在加工行業普遍采用，但存在效率低、有破壞性等問題。

發明內容

鑒于此，本發明的目的在于提供一種缺陷檢測設備及方法，能夠有效地改善上述技術問題。

第一方面，本發明實施例提供了一種缺陷檢測設備，包括：激光發射裝置、分光裝置、第一探測裝置、第二探測裝置以及控制裝置，所述第一探測裝置與所述第二探測裝置均與所述控制裝置電連接。其中，所述激光發射裝置用于發出探測光，并使得所述探測光輻照到待測樣品上，形成信號光，所述信號光包括所述探測光在所述待測樣品的表面缺陷處發生散射而形成的散射光以及所述待測樣品的表面缺陷和/或亞表面缺陷在所述探測光的激發下產生的熒光。所述分光裝置用于將所述信號光中包含的所述散射光和所述熒光進行分離，使得所述熒光入射到所述第一探測裝置成像，所述散射光入射到所述第二探測裝置成像。所述控制裝置用于處理所述第一探測裝置采集到的熒光圖像信息以及所述第二探測裝置采集到的散射光圖像信息，得到所述待測樣品的表面缺陷信息以及亞表面缺陷信息。

進一步地，所述分光裝置包括物鏡和分光器件，所述物鏡的光軸與所述待測樣品的反射光傳播路徑呈預設角度，且所述預設角度大于0。所述信號光進入所述物鏡，由所述物鏡出射后入射到所述分光器件，由所述分光器件將所述信號光中包含的所述熒光和所述散射光分離。

進一步地，所述物鏡的光軸垂直于所述待測樣品的待測表面且穿過所述待測樣品上的探測光輻照區域。

進一步地，上述缺陷檢測設備還包括樣品臺，用于放置所述待測樣品并調節所述待測樣品的位置。

進一步地，上述缺陷檢測設備還包括高通濾波器，所述高通濾波器設置于所述分光裝置與所述第一探測裝置之間的熒光傳輸路徑中，所述高通濾波器用于濾除所述探測光對應的散射光。

進一步地，上述缺陷檢測設備還包括第一激光陷阱和第二激光陷阱，所述第一激光陷阱設置于所述待測樣品的反射光傳播路徑上，所述第二激光陷阱設置于所述待測樣品的透射光傳播路徑上，用于吸收殘余的探測光。

進一步地，所述控制裝置具體用于：根據所述散射光圖像信息，得到所述待測樣品的表面缺陷信息；通過對比所述散射光圖像信息以及所述熒光圖像信息，得到所述待測樣品的亞表面缺陷信息。