[發明專利]一種無接觸式檢測大樣品超微小缺陷的裝置

在審

• 申請號: 202310028247.3
• 申請日: 2023-01-09
• 公開（公告）號: CN116297471A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 李青巖;龔海;魏新和;顧海鵬;楊彥琳;陳俊秀
• 申請（專利權）人: 浙江大學湖州研究院
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01N21/01
• 代理公司: 上海新隆知識產權代理事務所(普通合伙) 31366
• 代理人: 劉蘭英

本發明公開一種無接觸式檢測大樣品超微小缺陷的裝置，包括一套高準直，高均勻度的線光發射系統和一套大視場高靈敏度的接收光學系統；線光發射系統包括依次設置的激光器、鮑威爾棱鏡、平凸柱面鏡，即激光出射后經過鮑威爾棱鏡形成一束發散的線激光光源，然后經過平凸柱面鏡進行準直得到高準直、高均勻度的線激光光源；大視場高靈敏度的接收光學系統包括一個高質量的接收物鏡和陣列式光電探測器。本發明適用于大尺寸、存在um級的微小缺點的產品檢測，實現無接觸、快速、準確的自動化檢測。

技術領域

本發明涉及一種無接觸式檢測大樣品超微小缺陷的裝置。

背景技術

在精密制造行業中，生產過程中常會有個別不良品，且不良品的缺陷往往非常小，在um量級。無法直接通過人眼觀測來進行優劣的判斷。目前，大多數微小檢測均是人工使用顯微鏡進行測試及判斷，但是在人工測試過程中，需要將待測品與工具進行固定，會破壞產品的性能，增加產品的不良率。而且由于缺陷尺寸非常微小，對于較大尺寸的產品，人工檢測效率非常低下、檢測難度大、漏檢率高、費時費力、成本非常高。

發明內容

本發明是為了克服對于微小缺陷人工檢測效率低下、檢測難度大、漏檢率高、費時費力、成本高等問題，提出了一種無接觸式檢測大樣品超微小缺陷的裝置。

本發明可通過以下技術方案予以實現：

一種無接觸式檢測大樣品超微小缺陷的裝置，包括一套高準直，高均勻度的線光發射系統和一套大視場高靈敏度的接收光學系統；所述線光發射系統包括依次設置的激光器、鮑威爾棱鏡、平凸柱面鏡，即激光出射后經過鮑威爾棱鏡形成一束發散的線激光光源，然后經過平凸柱面鏡進行準直得到高準直、高均勻度的線激光光源；所述的大視場高靈敏度的接收光學系統包括一個高質量的接收物鏡和陣列式光電探測器。

進一步地，所述平凸柱面鏡表面為非球面，材料選用高折射率的S-LAH64，n＝1.777。

進一步地，所述陣列式光電探測器放置于所述接收物鏡的離焦位置處，將探測視場內光束全部覆蓋陣列式光電探測器，確定最佳的離焦位置，離焦位置確定方法如下：接收物鏡的口徑為D，焦距為f，陣列式光電探測器的直徑為d，陣列式光電探測器與接收物鏡距離為l，則陣列式光電探測器的位置計算公式為：

進一步地，所述接收物鏡表面為非球面，材料選用高折射率的S-LAH64，n＝1.777。

進一步地，所述陣列式光電探測器所用雪崩光電探測器(APD)，實現更加微弱光電信號的探測。

有益效果

本發明利用高準直的線光源和大視場高靈敏度的接收光學系統，設計了一種無接觸式檢測大樣品超微小缺陷的裝置，適用于大尺寸、存在um級的微小缺點的產品檢測，實現無接觸、快速、準確的自動化檢測。

附圖說明

圖1為高準直線光光源的結構和光路圖

圖2為大視場高靈敏度的接收光學系統的結構和光路圖

圖3為陣列探測器和接收透鏡位置關系圖

圖4為無接觸式檢測大樣品超微小缺陷的整體系統和光路圖

圖5為探測器接收到的不同大小缺陷的光強圖和位置坐標

具體實施方式

以下通過特定的具體實施例說明本發明的實施方式，本領域的技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其他優點及功效。

具體實施方式一：結合圖1-圖4說明本實施方式

本實施方式為一種無接觸式檢測大樣品超微小缺陷的系統。所述的檢測系統包括一套高準直，高均勻度的線光發射系統和一套大視場高靈敏度的接收光學系統。