[發明專利]一種平面光學元件表面疵病檢測裝置和檢測方法

在審

• 申請號: 202210005355.4
• 申請日: 2022-01-05
• 公開（公告）號: CN114486910A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 宋茂新;陳曦;李朕陽;凌明椿;楚玉恒;管恒睿;匡大鵬;劉吳昊;趙鑫鑫;洪津
• 申請（專利權）人: 中國科學院合肥物質科學研究院
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/01
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

本發明公開了一種平面光學元件表面疵病檢測裝置和檢測方法，該裝置包括激光器、光束折轉模塊、測焦模塊、主探測模塊、主光路模塊、光陷阱模塊、運動控制模塊；其中由激光器發出的激光由光束折轉模塊入射到待測樣品表面，光陷阱模塊設置在其反射光的路徑上。顯微鏡設置在待測樣品的正上方，接收一定立體角范圍內的散射光。接收到的散射光一部分在CMOS上成像，一部分通過分光棱鏡由PMT能量接收模塊接收。測焦模塊通過另外一塊分光棱鏡檢測待測樣品的最佳焦面位置。本發明能將成像法和非成像法相互結合，從而很好地分辨出疵病的位置和二維尺寸信息，并能獲得疵病產生的散射光能量大小，進而提高檢測效率，并縮短檢測消耗時間。

技術領域

本發明屬于光學元件表面疵病檢測的技術領域，涉及一種平面光學元件表面疵病檢測裝置和檢測方法。

背景技術

光學表面疵病主要分為麻點、劃痕和破邊等。最常用的檢測方法是目視法，但這種方法對觀察者的知識結構和實踐經驗水平要求較高，主觀性較強。而且無法量化疵病等級、費時費力、勞動強度較大。另外我國標準與國際標準和歐洲標準均不相同，且規定的光學元件表面疵病術語、代號、標志等均有所區別，難以形成統一的標準。目前有很多新興的表面疵病檢測方法中，大部分都是通過疵病對光的散射特性來進行處理的，主要又分為成像法和非成像法(能量法)，成像法的優點是可以很好地分辨出疵病的位置和二維尺寸信息,分辨率可以達到微米至亞微米級，缺點是無法對散射能量大小做出直觀表征，檢測效率不高。非成像法的優點是可以得到疵病散射產生的散射光能量大小，結構相對簡單、檢測速度快。缺點是檢測結果不直觀，不能準確描述疵病的具體位置和尺寸大小。

針對以上問題可以看出，目前光學元件的檢測過程十分繁瑣并且充滿著不確定性，因此搭建一套簡單、高效的光學元件表面疵病檢測系統至關重要。

發明內容

本發明是為了解決上述現有技術存在的不足之處，提出一種平面光學元件表面疵病檢測裝置和檢測方法，以期能將成像法和非成像法相互結合，從而很好地分辨出疵病的位置和二維尺寸信息，并能獲得疵病產生的散射光能量大小，進而提高檢測效率，并縮短檢測消耗時間。

本發明解決技術問題采取以下技術方案：

本發明一種平面光學元件表面疵病檢測裝置的特點包括：激光器、光束折轉模塊、測焦模塊、主探測模塊、主光路模塊、光陷阱模塊；

所述光束折轉模塊包括：第一反射鏡、第一折轉架、第二反射鏡、第二折轉架；

所述測焦模塊包括：測焦頭；

所述主探測模塊包括：第二分光棱鏡、PMT、CMOS相機；

所述主光路模塊包括：顯微物鏡、第一分光棱鏡、管鏡；

所述光陷阱模塊包括：光陷阱；

所述激光器發出的激光入射到所述第一折轉架上的第一反射鏡上，再反射到第二折轉架上的第二反射鏡上，以形成一定角度后入射到待測樣品的表面，形成光斑；

所述光陷阱放置在所述待測樣品的反射光的路徑上，用于接收所述反射光；

若所述待測樣品存在表面疵病時，疵病區域對入射光線形成散射，使得產生的散射光分布在待測樣品上方空間，并通過設置在待測樣品的正上方的顯微物鏡接收一定立體角范圍內的散射光；

所述顯微物鏡將接收到的部分散射光通過所述第一分光棱鏡、所述管鏡匯聚在所述CMOS相機的敏感面上成像，另一部分散射光通過第二分光棱鏡匯聚在到所述PMT的入光口里，從而被PMT所接收；

所述測焦頭發出的激光通過所述第一分光棱鏡的折轉后，由所述顯微物鏡匯聚到所述待測樣品的表面，并通過接收自身反射回來的光斑形狀以判斷離焦量。