[發(fā)明專利]基于白光顯微干涉的微球內(nèi)外表面缺陷檢測(cè)裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202211210646.3
• 申請(qǐng)日: 2022-09-30
• 公開（公告）號(hào): CN115598147A
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭仁慧;劉楊;宗毅;薛亮;蔣金威;錢宇;李建欣;陳磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N21/952
• 分類號(hào): G01N21/952;G01N21/954;G01N21/01
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 朱沉雁

1.一種基于白光顯微干涉技術(shù)的微球內(nèi)外表面缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于：包括白光光源(1)、第一準(zhǔn)直透鏡(2)、光闌(3)、第二準(zhǔn)直透鏡(4)、第一偏振片(5)、光程匹配模塊和顯微干涉模塊，光程匹配模塊包括第一偏振分光棱鏡(6)、第一1/4波片(7)、第一平面反射鏡(8)、三維微位移平臺(tái)(9)、第二1/4波片(10)、第二平面反射鏡(11)、PZT移相器(12)，顯微干涉模塊包括第二偏振分光棱鏡(13)、第三1/4波片(14)、第一顯微物鏡(15)、第四1/4波片(17)、第二顯微物鏡(18)、球面反射鏡(19)、第二偏振片(20)、管鏡(21)、CMOS相機(jī)(22)；

白光光源(1)發(fā)出的光經(jīng)第一準(zhǔn)直物鏡(2)匯聚至光闌(3)中心，后經(jīng)第二準(zhǔn)直物鏡(4)變?yōu)槠叫泄猓ㄟ^第一偏振片(5)變?yōu)榫€偏振光進(jìn)入光程匹配模塊，線偏振光以與第一偏振分光棱鏡(6)的分光面呈45°角入射至第一偏振分光棱鏡(6)，在其分光面分成偏振方向相互垂直的P光與S光，其中透射P光作為測(cè)試光通過第一1/4波片(10)變?yōu)閳A偏振光入射至第一平面反射鏡(11)，經(jīng)第一平面反射鏡(11)反射的光再次通過第一1/4波片(10)變?yōu)榫€偏振S光后經(jīng)第一偏振分光棱鏡(6)反射后進(jìn)入顯微干涉模塊；第一偏振分光棱鏡(6)反射的S光作為參考光通過第二1/4波片(7)變?yōu)閳A偏振光入射至第二平面反射鏡(8)，經(jīng)第二平面反射鏡(8)反射的光再次通過第二1/4波片(7)變?yōu)榫€偏振P光后經(jīng)第一偏振分光棱鏡(6)透射后進(jìn)入顯微干涉模塊；

偏振方向相互正交的線偏振P光與線偏振S光入射至第二偏振分光棱鏡(13)，且與第二偏振分光棱鏡(13)的分光面呈45°角入射，線偏振P光作為測(cè)試光，線偏振S光作為參考光，線偏振P光經(jīng)第二偏振分光棱鏡(13)透射后通過第四1/4波片(17)變?yōu)閳A偏振光，然后經(jīng)過第二顯微物鏡(18)到達(dá)球面反射鏡(19)表面，經(jīng)球面反射鏡(19)反射后再經(jīng)過第二顯微物鏡(18)、第四1/4波片(17)變?yōu)榈诙€偏振S光入射至第二偏振分光棱鏡(13)，經(jīng)第二分光棱鏡(13)的分光面反射后依次經(jīng)過第二偏振片(20)、管鏡(21)到達(dá)CMOS相機(jī)(22)的靶面；線偏振S光經(jīng)第二偏振分光棱鏡(13)反射后通過第三1/4波片(14)變?yōu)閳A偏振光，然后經(jīng)過第一顯微物鏡(15)到達(dá)中空的被測(cè)微球)表面，經(jīng)被測(cè)微球)反射后再經(jīng)過第一顯微物鏡(15)、第三1/4波片(14)變?yōu)榈诙€偏振P入射至第二偏振分光棱鏡(13)，經(jīng)第二分光棱鏡(13)的分光面透射后依次經(jīng)過第二偏振片(20)、管鏡(21)到達(dá)CMOS相機(jī)(22)的靶面，并與第二線偏振S光發(fā)生干涉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于白光顯微干涉技術(shù)的微球內(nèi)外表面缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于：通過三維微位移平臺(tái)(9)的調(diào)整實(shí)現(xiàn)參考臂與測(cè)試臂中被測(cè)微球)的內(nèi)、外表面以及不同直徑微球的光程匹配。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于白光顯微干涉技術(shù)的微球內(nèi)外表面缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于：所述第一1/4波片(7)、第二1/4波片(10)、第三1/4波片(14)、第四1/4波片(17)的快軸分別與水平方向呈45°夾角，使得通過其兩次的線偏振光出射為偏振方向改變90°的線偏振光。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于白光顯微干涉技術(shù)的微球內(nèi)外表面缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于：通過調(diào)整CMOS相機(jī)(22)的軸向位置，實(shí)現(xiàn)在其靶面分別對(duì)不同直徑微球的內(nèi)外表面成像。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于白光顯微干涉技術(shù)的微球內(nèi)外表面缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于：所述第一偏振分光棱鏡(6)的分光面與第二偏振分光棱鏡(13)的分光面呈90°夾角。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于白光顯微干涉技術(shù)的微球內(nèi)外表面缺陷檢測(cè)裝置，其特征在于：所述球面反射鏡(19)為標(biāo)準(zhǔn)球面反射鏡，用以實(shí)現(xiàn)微球的大視場(chǎng)測(cè)量，當(dāng)被測(cè)微球)直徑變化時(shí)，球面反射鏡(19)無需更換。