[發(fā)明專利]一種衍射光學(xué)元件檢測系統(tǒng)及其檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010600277.3
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111623962A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳展耀;戴書麟;劉風(fēng)雷
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江水晶光電科技股份有限公司
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02;G01N21/47
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 崔熠

本發(fā)明提供一種衍射光學(xué)元件檢測系統(tǒng)及其檢測方法，屬于衍射光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，包括光源，以及沿光源出射方向依次設(shè)置的錐光鏡和圖像采集器，所述錐光鏡包括傅里葉變換透鏡組，衍射光學(xué)元件設(shè)置于所述光源和所述錐光鏡之間，且位于所述錐光鏡的焦點(diǎn)位置；還包括控制器，所述圖像采集器采集通過所述衍射光學(xué)元件和所述錐光鏡后形成的衍射圖像并發(fā)送給所述控制器，所述控制器對所述衍射圖像進(jìn)行處理分析以得到所述衍射光學(xué)元件的光學(xué)性能。衍射光學(xué)元件檢測系統(tǒng)可以有效的消除不同衍射級之間的位置畸變和光斑的變形、拉伸等現(xiàn)象，可有效的提供衍射光學(xué)元件性能檢測的精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及衍射光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種衍射光學(xué)元件檢測系統(tǒng)及其檢測方法。

背景技術(shù)

衍射光學(xué)元件(Diffractive Optical Element，簡稱DOE)是一種發(fā)展迅猛的新型光學(xué)元件，被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)光深度相機(jī)中。由于衍射光學(xué)元件的光學(xué)性能很大程度上會直接影響結(jié)構(gòu)光深度相機(jī)的成像效果，因此準(zhǔn)確檢測衍射光學(xué)元件的光學(xué)性能至關(guān)重要。

應(yīng)用現(xiàn)有的檢測系統(tǒng)檢測衍射光學(xué)元件時(shí)，在空間坐標(biāo)系中，對于不同的衍射級光斑，不僅光斑在空間坐標(biāo)系中位置畸變嚴(yán)重，并且光斑大小在不同方向上也會產(chǎn)生拉伸、變形等現(xiàn)象，給衍射光學(xué)元件的性能檢測帶來很大的誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種衍射光學(xué)元件檢測系統(tǒng)及其檢測方法，能有效解決衍射圖像中不同的衍射級光斑位置畸變和光斑變形等問題，減小測量誤差，提高檢測精度。

本發(fā)明的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明實(shí)施例的一方面提供一種衍射光學(xué)元件檢測系統(tǒng)，其包括光源，以及沿光源出射方向依次設(shè)置的錐光鏡和圖像采集器，所述錐光鏡包括傅里葉變換透鏡組，衍射光學(xué)元件設(shè)置于所述光源和所述錐光鏡之間，且位于所述錐光鏡的焦點(diǎn)位置；還包括控制器，所述圖像采集器采集通過所述衍射光學(xué)元件和所述錐光鏡后形成的衍射圖像并發(fā)送給所述控制器，所述控制器對所述衍射圖像進(jìn)行處理分析以得到所述衍射光學(xué)元件的光學(xué)性能。

可選地，所述傅里葉變換透鏡組包括沿光源出射方向依次設(shè)置第一平凸透鏡、第二平凸透鏡和第一雙凸透鏡，其中，所述第一平凸透鏡的平面一側(cè)的主光軸的中心處設(shè)有弧形凹槽，所述弧形凹槽的弧形凸向出射方向。

可選地，所述錐光鏡還包括匯聚透鏡組，所述匯聚透鏡組位于所述傅里葉變換透鏡組和所述圖像采集器之間，所述匯聚透鏡組用于對經(jīng)所述傅里葉變換透鏡組后形成的衍射圖像進(jìn)行倍率縮小后入射所述圖像采集器。

可選地，所述匯聚透鏡組包括沿光源出射方向依次設(shè)置的第二雙凸透鏡、第三平凸透鏡、第三雙凸透鏡和第四平凸透鏡，其中，所述第三平凸透鏡和所述第四平凸透鏡的平面一側(cè)的主光軸的中心處均設(shè)有弧形凹槽，所述弧形凹槽的弧形凸向所述光源方向。

可選地，所述光源出光側(cè)設(shè)有準(zhǔn)直鏡，用于對所述光源出射的光束進(jìn)行準(zhǔn)直后入射所述衍射光學(xué)元件。

可選地，所述光源為半導(dǎo)體激光器。

本發(fā)明實(shí)施例的一方面提供一種衍射光學(xué)元件檢測方法，用于檢測衍射光學(xué)元件的光學(xué)性能，所述方法包括接收衍射光學(xué)元件的全場衍射圖像；其中，所述全場衍射圖像為由光源出射并通過所述衍射光學(xué)元件的光束經(jīng)錐光鏡后由圖像采集器采集的圖像，所述衍射光學(xué)元件設(shè)置于所述錐光鏡的焦點(diǎn)位置；對所述全場衍射圖像進(jìn)行處理以得到所述衍射光學(xué)元件的光學(xué)性能。

可選地，所述衍射光學(xué)元件的光學(xué)性能包括：衍射級數(shù)量和位置、衍射效率、零級大小、全局均勻性。

可選地，所述對所述全場衍射圖像進(jìn)行處理以得到所述衍射光學(xué)元件的光學(xué)性能包括：獲取所述全場衍射圖像中各衍射級光斑，并對所述各衍射級光斑的數(shù)量求和，以得到光斑總數(shù)量；獲取所述各衍射級光斑的位置；將所述光斑總數(shù)量和所述各衍射級光斑的位置分別與預(yù)設(shè)光斑數(shù)量和預(yù)設(shè)光斑位置比對；輸出比對結(jié)果。