[發明專利]一種太陽能電池板硅基片表面檢測用光學系統

在審

• 申請號: 202010722330.7
• 申請日: 2020-07-24
• 公開（公告）號: CN111983814A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 邱洪榮;金浩程
• 申請（專利權）人: 常州市奧普泰克光電科技有限公司
• 主分類號: G02B27/09
• 分類號: G02B27/09
• 代理公司: 常州格策知識產權代理事務所(普通合伙) 32481
• 代理人: 徐靜

本發明公開了一種太陽能電池板硅基片表面檢測用光學系統，第一球面鏡的出光面與第二球面鏡的入光面為邊緣接觸式連接，第二球面鏡的出光面與第三球面鏡的入光面之間設有間距，微透鏡包括第一微透鏡和第二微透鏡，第一微透鏡和第二微透鏡的相對鏡面的Y軸方向均設有球面陣列結構。通過上述方式，本發明采用三片球面鏡對激光光束進行準直，再經過兩片微透鏡陣列在Y軸方向聚焦成線性光。三片球面鏡對激光發散角進行壓縮準直，微透鏡陣列在Y方向對準直后的光束進行會聚，而對X方向的光束進行發散，最終在工作面上形成長度為180?200mm，寬度為0.6?0.8mm的線性光斑，相鄰微透鏡陣列之間重合光斑區域5mm，重疊光斑優化完成均勻度在90%左右。

技術領域

本發明涉及光學領域，特別是涉及一種太陽能電池板硅基片表面檢測用光學系統。

背景技術

太陽能電池板硅基片表面的形貌檢測，采用808nm半導體激光照射硅片表面，激發硅片發光，再用紅外相機接收并通過軟件圖像分析。在激光整形成長度較大的線光斑中，采用柱面鏡或鮑威爾棱鏡會造成線性光斑的能量分布不均，整體成高斯分布，中心能量密度高而邊緣能量密度低。為了達到整體光斑的均勻，因此將激光通過微透鏡陣列整形成長度為180mm線性光。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種太陽能電池板硅基片表面檢測用光學系統，能夠得到均勻性要求90%以上的線性光。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種太陽能電池板硅基片表面檢測用光學系統，包括：沿著光線入射方向依次設有三片球面鏡和兩片微透鏡，球面鏡分別包括第一球面鏡、第二球面鏡和第三球面鏡，第一球面鏡的出光面與第二球面鏡的入光面為邊緣接觸式連接，第二球面鏡的出光面與第三球面鏡的入光面之間設有間距，微透鏡包括第一微透鏡和第二微透鏡，第一微透鏡和第二微透鏡的相對鏡面的Y軸方向均設有球面陣列結構。

在本發明一個較佳實施例中，第一球面鏡的入光面和出光面的曲率半徑為27.92±0.01mm，第二球面鏡的入光面的曲率半徑為136.02±0.01mm，第二球面鏡的出光面的曲率半徑為28.348±0.01mm，第三球面鏡的入光面的曲率半徑為81.8±0.01mm，第三球面鏡的出光面的曲率半徑為59.7±0.01mm。

在本發明一個較佳實施例中，光源到第一球面鏡的入光面中心的間距為32.29±0.1mm，第二球面鏡的出光面中心與第三球面鏡的入光面中心之間的間距為4.62±0.1mm，第三球面鏡的出光面中心與第一微透鏡中心之間的間距為12.32±0.1mm。

在本發明一個較佳實施例中，第一球面鏡的中心厚度為8±0.1mm,邊緣厚度為7.5±0.1mm，第二球面鏡的中心厚度為5±0.1mm，邊緣厚度為2.6±0.1mm，第三球面鏡的中心厚度為8±0.1，邊緣厚度為5.7±0.1mm。

在本發明一個較佳實施例中，第一球面鏡、第二球面鏡和第三球面鏡的軸向長度為180~200mm。

在本發明一個較佳實施例中，第一微透鏡的入光面為平面結構，出光面的Y軸方向為球面陣列結構，第二微透鏡的入光面的Y軸方向為球面陣列結構，出光面為平面結構；所述陣列球面的曲率半徑為1.1±0.01mm。

在本發明一個較佳實施例中，第一微透鏡的中心與第二微透鏡的中心之間間距為6.23±0.1mm。

在本發明一個較佳實施例中，第一微透鏡和第二微透鏡的中心厚度為2±0.1mm，高度為25±1mm，軸向長度為180~200mm，第一微透鏡的軸向與光線入射方向垂直。

在本發明一個較佳實施例中，光線光源由半導體多模激光器發出，發散角NA＝0.22；波長=808nm；光纖纖徑=200μm，連接方式SMA905。