[發明專利]基于紅外偏折術的積分腔狹縫光源裝置

在審

• 申請號: 202011295196.3
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號: CN112304244A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 葉璐;張金平;王東方;鄭列華;張慧卿;戚麗麗;郭曉鎮
• 申請（專利權）人: 上海濟物光電技術有限公司
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 胡美強

本發明公開了一種基于紅外偏折術的積分腔狹縫光源裝置，包括具有開口的積分腔、基板、包括多個發熱電阻的發熱電阻陣列和遮光板，其中，基板與積分腔相固定，基板的中心設置有出光狹縫，發熱電阻陣列設置于所述基板與所述遮光板之間，遮光板遮蓋發熱電阻陣列但不遮蓋出光狹縫，積分腔的內壁和基板上設置有涂層，發熱電阻陣列用于向積分腔中輻射紅外光，出光狹縫用于出射經在積分腔中經漫反射后的紅外光，遮光板用于抑制背景輻射。該光源裝置可以產生均勻的長波紅外輻射。

技術領域

本發明涉及一種光學檢測領域，具體涉及一種積分腔狹縫光源裝置。

背景技術

大口徑光學鏡面在研磨階段，要求要有很大的去除量，并且要快速收斂到理想的面形形狀，去除量一般由幾百微米到1微米左右的RMS(表面粗糙度的高度分布參數，它是輪廓線與平均線垂直偏差的方均根)粗糙度。而粗糙表面對于可見光而言不是鏡面反射，難以采用干涉與鏡面成像等方法測量，對面形測量帶來了挑戰。而紅外偏折測量系統是一個理想的解決方法，因為長波波段在粗糙表面發生鏡面反射，并且屬于非零位測量，可以不需要補償器的情況下，實現快速測量。紅外測量偏折術的挑戰是紅外光源的選擇和設計。理想的光源需要有高空間調制精度和穩定性，并且需提供一個很高的信噪比。

傳統的光源為一個薄的鎢絲帶，它可以引起焦耳熱，產生一個矩形的偽黑體輻射源。鎢絲在熱梯度和負載下，容易產生低階彎曲，影響鏡面表面的重構精度。鎢絲的多次循環使用，會蒸發與降解，導致了非均勻性輻射特性。鎢絲為一個偽黑體光源，增加有效的輸入功率可以提高信號功率，但是鎢絲的輸出光譜會向短波移動，不利于鏡面檢測。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中傳統光源容易產生低階彎曲而影響鏡面表面的重構精度、鎢絲的輸出光譜會向短波移動、不利于鏡面檢測的缺陷，提供一種基于紅外偏折術的積分腔狹縫光源裝置，特別適用于大口徑反射鏡的紅外偏折術檢測中。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題的：

一種基于紅外偏折術的積分腔狹縫光源裝置，其特點在于，包括具有開口的積分腔、基板、包括多個發熱電阻的發熱電阻陣列和遮光板，其中，

所述基板覆蓋于所述積分腔的開口且所述基板與所述積分腔相固定，所述基板的中心設置有出光狹縫，所述發熱電阻陣列設置于所述基板與所述遮光板之間，所述遮光板遮蓋所述發熱電阻陣列但不遮蓋所述出光狹縫，所述積分腔的內壁和所述基板上(例如基板靠近積分腔的一側)設置有用于產生漫反射的涂層，

所述發熱電阻陣列用于向所述積分腔中輻射紅外光，所述出光狹縫用于出射經在所述積分腔中經漫反射后的紅外光，所述遮光板用于抑制背景輻射。本光源裝置可以用于反射鏡粗糙面的測量，必須為紅外光，遮光板的設置是因為發熱電阻發熱產生的熱輻射會產生背景噪聲，如果沒有遮光板的話，狹縫處會有紅外光，每一個電阻發熱也會有紅外光(即產生背景輻射)。

優選地，所述發熱電阻陣列中的多個發熱電阻在開口方向上平行布置。

優選地，多個發熱電阻中的每個發熱電阻的阻值是可調節的。

優選地，每個發熱電阻用于輻射2μm-14μm的紅外光。

優選地，所述積分腔與所述基板通過螺絲固定。

優選地，所述基板和所述遮光板通過螺絲固定。

優選地，所述遮光板包括位于所述出光狹縫兩側的具有L型截面的遮光件。

優選地，所述積分腔的內壁為鋁，所述涂層為鍍金層。涂層厚度大約為200nm以上。