專利名稱：光學(xué)元件表面灰塵位置測試方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬光學(xué)檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種灰塵位置的測試方法及裝置，尤其涉及一種在光學(xué)系統(tǒng)中所用的光學(xué)元件表面灰塵位置測試方法及裝置。
背景技術(shù)：
神光III主機(jī)裝置長時(shí)間的運(yùn)行，光學(xué)元件表面偶爾會(huì)落有灰塵，灰塵會(huì)引起強(qiáng)激光在傳輸過程中的對比度增大，甚至?xí)鸸鈱W(xué)元件膜層燒毀，改變激光光場分布，使打靶的能量下降，危害極大。在打靶前，一般由激光參數(shù)測量模塊中的近場CCD監(jiān)視傳輸光路的激光光場分布，若有灰塵落入光學(xué)元件表面，該監(jiān)視系統(tǒng)可監(jiān)視灰塵引起了激光光場變化，但不能確定灰塵的具體。要對灰塵擦拭，必須定位灰塵的位置。由于神光III主機(jī)裝置中光學(xué)元件口徑大、數(shù)量多，灰塵位置的準(zhǔn)確定位十分重要。傳統(tǒng)測試方法:神光III主機(jī)裝置中，由激光參數(shù)測量模塊中的近場C⑶監(jiān)視傳輸光路的激光光場分布，如果發(fā)現(xiàn)有灰塵引起激光光場分布變化，由現(xiàn)場維護(hù)人員憑經(jīng)驗(yàn)從光路中的光學(xué)元件擦拭排查，擦拭時(shí)，經(jīng)常引入新的污染，尤其是在某些真空光路中，擦拭更加困難。該方法耗時(shí)耗力，效率低下。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決背景技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出了一種定位準(zhǔn)確、工作效率高以及自動(dòng)化程度高的光學(xué)元件表面灰塵位置測試方法及裝置。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:本發(fā)明提供了一種光學(xué)元件表面灰塵位置測試方法，其特殊之處在于:所述方法包括以下步驟:1)對待測光學(xué)元件的表面注入激光；2)監(jiān)測激光通過待測光學(xué)元件后是否產(chǎn)生衍射環(huán)確定待測光學(xué)元件表面是否有灰塵，若有衍射環(huán)，則進(jìn)行步驟3);若沒有衍射環(huán)，則結(jié)束測試過程；3)通過判讀軟件判讀衍射環(huán)中心與所在整個(gè)光斑的位置確定待測光學(xué)元件表面灰塵的坐標(biāo)位置。上述待測光學(xué)元件是一個(gè)或多個(gè)。上述待測光學(xué)元件是多個(gè)時(shí)，所述步驟3)的具體實(shí)現(xiàn)方式是:3.1)改變變焦鏡頭焦距，調(diào)整監(jiān)測面與待測光學(xué)元件之間的距離；3.2)觀察監(jiān)測面上衍射環(huán)的變化情況；當(dāng)衍射環(huán)逐漸變小時(shí)，監(jiān)視面逐漸靠近灰塵所落待測光學(xué)元件表面；當(dāng)衍射環(huán)消失時(shí)，監(jiān)視面與灰塵所落光學(xué)元件表面重合；3.3)通過判讀軟件判讀監(jiān)測面上衍射環(huán)所在整個(gè)光斑的位置確定待測光學(xué)元件表面灰塵的坐標(biāo)位置。上述步驟3.1)中調(diào)整監(jiān)測面與待測光學(xué)元件之間的距離至監(jiān)測面與各個(gè)待測光學(xué)兀件表面重合。一種光學(xué)元件表面灰塵位置測試裝置，其特殊之處在于:所述測試裝置包括激光器、光學(xué)元件、取樣鏡單元、以及測試單元；所述激光器、取樣單元以及測試單元設(shè)置在同一光路上。上述測試單元包括用于調(diào)整CXD監(jiān)視面與待測光學(xué)元件之間距離的變焦鏡頭以及與變焦鏡頭組合在一起的CCD ;所述激光器、取樣單元以及變焦鏡頭設(shè)置在同一光路上。上述取樣單元是取樣鏡或取樣鏡組。上述光學(xué)元件表面灰塵位置測試裝置還包括與測試單元相連接的采集控制計(jì)算機(jī)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:1、對灰塵位置準(zhǔn)確定位。本發(fā)明利用激光器、取樣鏡、變焦鏡頭、CCD、采集控制計(jì)算機(jī)組合，采用標(biāo)量衍射理論的像傳遞原理，通過衍射環(huán)的變化快速準(zhǔn)確地確定激光光路中灰塵所在的光學(xué)元件位置，在變焦過程中，由CCD采集光斑圖像，通過判讀軟件判讀衍射環(huán)中心與所在整個(gè)光斑的位置，進(jìn)而獲取灰塵所落光學(xué)元件表面的坐標(biāo)位置。2、工作效率高，自動(dòng)化程度高。本發(fā)明適合高功率激光光路的在線維護(hù)，提高工作效率。


圖1是本發(fā)明所提供裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；其中:1-激光器、2-待測光學(xué)元件、3-取樣鏡、4-變焦鏡頭、5-(XD、6_采集控制計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明首先提供了一種光學(xué)元件表面灰塵位置的測試方法，該方法包括:I)對待測光學(xué)元件的表面注入激光；2)監(jiān)測激光通過待測光學(xué)元件后是否產(chǎn)生衍射環(huán)確定待測光學(xué)元件表面是否有灰塵，若有衍射環(huán)，則進(jìn)行步驟3);若沒有衍射環(huán)，則結(jié)束測試過程；3)通過判讀軟件判讀衍射環(huán)中心與所在整個(gè)光斑的位置確定待測光學(xué)元件表面灰塵的坐標(biāo)位置。待測光學(xué)元件可以是一個(gè)或多個(gè)，如果是多個(gè)時(shí)，所述步驟3)的具體實(shí)現(xiàn)方式是:3.1)改變變焦鏡頭焦距，調(diào)整監(jiān)測面與待測光學(xué)元件之間的距離，并直至監(jiān)測面與某個(gè)待測光學(xué)元件表面重合。3.2)觀察監(jiān)測面上衍射環(huán)的變化情況；當(dāng)衍射環(huán)逐漸變小時(shí)，監(jiān)視面逐漸靠近灰塵所落待測光學(xué)元件表面；當(dāng)衍射環(huán)消失時(shí)，監(jiān)視面與灰塵所落光學(xué)元件表面重合；3.3)通過判讀軟件判讀監(jiān)測面上衍射環(huán)所在整個(gè)光斑的位置確定待測光學(xué)元件表面灰塵的坐標(biāo)位置。參見圖1，本發(fā)明在提供上述方法的同時(shí)還提供了基于該方法的測試裝置，該裝置包括包括激光器1、取樣鏡3、由變焦鏡頭4和CCD5組成的測試系統(tǒng)，待測光學(xué)元件置于激光器I和取樣鏡3之間，激光器I所發(fā)出的激光通過待測光學(xué)元件2后經(jīng)由取樣鏡3取樣，最后經(jīng)過測試系統(tǒng)對 取樣鏡3所取樣的光斑進(jìn)行分析，得到待測光學(xué)元件2上表面的灰塵情況。變焦鏡頭4和(XD5組成本發(fā)明的測試系統(tǒng)，變焦鏡頭4可以調(diào)整CXD監(jiān)視面與待測光學(xué)元件2之間的位置，工作時(shí)，開啟激光器1，將激光注入待測光學(xué)元件2，經(jīng)取樣鏡3將激光取樣至由變焦鏡頭4和CXD組成的測試系統(tǒng)。通過CXD發(fā)現(xiàn)光路中有激光衍射環(huán)時(shí)，對變焦鏡頭進(jìn)行變焦，由C⑶監(jiān)視衍射環(huán)的變化，通過判讀軟件判讀衍射環(huán)中心與所在整個(gè)光斑的位置，進(jìn)而獲取灰塵所落光學(xué)元件表面的坐標(biāo)位置，當(dāng)衍射環(huán)逐漸變小時(shí)，說明監(jiān)視面逐漸靠近灰塵所落光學(xué)元件表面，當(dāng)衍射環(huán)消失時(shí)，滿足像傳遞原理，說明CXD監(jiān)視面與灰塵所落光學(xué)元件表面重合，即可確定出灰塵的位置。本發(fā)明在具體工作中，根據(jù)具體工作需要，可以設(shè)置多個(gè)取樣鏡，將激光取樣至測試系統(tǒng)。變焦鏡頭可以調(diào)整CXD監(jiān)視面與光學(xué)元件之間的距離。變焦鏡頭上有不同的檔位，當(dāng)有多個(gè)光學(xué)元件時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)變焦鏡頭的檔位，分別調(diào)整CCD監(jiān)視面與各個(gè)光學(xué)元件之間的位置，進(jìn)而可以確定出各個(gè)光學(xué)元件上灰塵的位置，使得工作更加方便。測試裝置還包括與測試系統(tǒng)的CXD相連接的采集控制計(jì)算機(jī)6。該測試裝置 適合高功率激光光路的在線維護(hù)，自動(dòng)化程度更高，提高了工作效率。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)元件表面灰塵位置測試方法，其特征在于:所述方法包括以下步驟: 1)對待測光學(xué)元件的表面注入激光； 2)監(jiān)測激光通過待測光學(xué)元件后是否產(chǎn)生衍射環(huán)確定待測光學(xué)元件表面是否有灰塵，若有衍射環(huán)，則進(jìn)行步驟3);若沒有衍射環(huán)，則結(jié)束測試過程； 3)通過判讀軟件判讀衍射環(huán)中心與所在整個(gè)光斑的位置確定待測光學(xué)元件表面灰塵的坐標(biāo)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件表面灰塵位置測試方法，其特征在于:所述待測光學(xué)兀件是一個(gè)或多個(gè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光學(xué)元件表面灰塵位置測試方法，其特征在于:所述待測光學(xué)元件是多個(gè)時(shí)，所述步驟3)的具體實(shí)現(xiàn)方式是: 3.1)調(diào)整監(jiān)測面與待測光學(xué)元件之間的距離； 3.2)觀察監(jiān)測面上衍射環(huán)的變化情況；當(dāng)衍射環(huán)逐漸變小時(shí)，監(jiān)視面逐漸靠近灰塵所落待測光學(xué)元件表面；當(dāng)衍射環(huán)消失時(shí)，監(jiān)視面與灰塵所落光學(xué)元件表面重合； 3.3)通過判讀軟件判讀監(jiān)測面上衍射環(huán)所在整個(gè)光斑的位置確定待測光學(xué)元件表面灰塵的坐標(biāo)位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)元件表面灰塵位置測試方法，其特征在于:所述步驟3.1)中調(diào)整監(jiān)測面與待測光學(xué)元件之間的距離至監(jiān)測面與某個(gè)待測光學(xué)元件表面重合。
5.一種基于權(quán)利要求1-4任一權(quán)利要求所述的光學(xué)兀件表面灰塵位置測試方法的測試裝置，其特征在于:所述·測試裝置包括激光器、取樣單元以及測試單元；所述激光器、取樣單元以及測試單元設(shè)置在同一光路上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)元件表面灰塵位置測試裝置，其特征在于:所述測試單元包括用于調(diào)整CCD監(jiān)視面與待測光學(xué)元件之間距離的變焦鏡頭以及與變焦鏡頭組合在一起的CCD ;所述激光器、取樣單元以及變焦鏡頭設(shè)置在同一光路上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光學(xué)元件表面灰塵位置測試裝置，其特征在于:所述取樣單元是取樣鏡或取樣鏡組。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的光學(xué)元件表面灰塵位置測試裝置，其特征在于:所述光學(xué)元件表面灰塵位置測試裝置還包括與測試單元相連接的采集控制計(jì)算機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光學(xué)元件表面灰塵位置測試方法及裝置，該測試裝置包括激光器、取樣單元以及測試單元；激光器、取樣單元以及測試單元設(shè)置在同一光路上。本發(fā)明提供了一種具有定位準(zhǔn)確，工作效率高，自動(dòng)化程度高，使用方便的光學(xué)元件表面灰塵位置測試方法及裝置。
文檔編號G01N21/94GK103245286SQ201210028688
公開日2013年8月14日 申請日期2012年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月9日
發(fā)明者陳永權(quán), 李坤, 段亞軒, 趙建科, 賽建剛 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所