光學(xué)元件表面缺陷篩查裝置和篩查方法
【專利摘要】一種光學(xué)元件表面缺陷篩查裝置和篩查方法，該裝置的構(gòu)成包括：脈沖激光源、電動(dòng)位移臺(tái)、聚焦透鏡、PIN管、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)和固定件，待測(cè)的光學(xué)元件通過(guò)所述的固定件固定在所述的電動(dòng)位移臺(tái)上，在所述的脈沖激光源照射在所述的光學(xué)元件上反射后，在該反射光束方向依次設(shè)置所述的聚焦透鏡和PIN管，所述的PIN管位于所述的該聚焦透鏡的像平面；所述的PIN管輸出的信號(hào)經(jīng)所述的數(shù)據(jù)采集卡采集送所述的計(jì)算機(jī)，所述的計(jì)算機(jī)的輸出端接所述的電動(dòng)位移臺(tái)的控制端。本發(fā)明可以對(duì)光學(xué)元件表面缺陷的位置和基本尺寸等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄，具有簡(jiǎn)易、實(shí)時(shí)、自動(dòng)、可靠的特點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】光學(xué)元件表面缺陷篩查裝置和篩查方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光學(xué)元件表面缺陷，特別是一種光學(xué)元件表面缺陷篩查裝置和篩查方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)元件表面缺陷包括元件加工過(guò)程中形成的麻點(diǎn)和劃痕、表面鍍膜內(nèi)部的雜質(zhì)，光學(xué)元件內(nèi)部折射率不均勻性形成的小透鏡，以及光學(xué)元件使用過(guò)程中形成的激光損傷等。部分損傷點(diǎn)在激光輻照下會(huì)發(fā)生損傷增長(zhǎng)，并且損傷點(diǎn)引起的光場(chǎng)調(diào)制會(huì)破壞后續(xù)光路中的光學(xué)兀件。
[0003]現(xiàn)有的缺陷損傷檢測(cè)技術(shù)主要利用激光與光學(xué)元件相互作用產(chǎn)生的各種效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。常見(jiàn)的有等離子體閃光法、散光法、光熱法等。
[0004]等離子體閃光法是指當(dāng)脈沖激光作用于光學(xué)元件表面，缺陷點(diǎn)會(huì)吸收激光，輻照點(diǎn)會(huì)迅速升溫產(chǎn)生氣化，導(dǎo)致原子電離，產(chǎn)生等離子體，出現(xiàn)閃光。
[0005]散射法是采用激光照射光學(xué)元件，缺陷點(diǎn)在激光輻照后形成損失后會(huì)產(chǎn)生散射光，通過(guò)散射光的強(qiáng)度變化來(lái)確定該點(diǎn)是不是缺陷點(diǎn)。目前，常用的缺陷檢測(cè)技術(shù)多采用白光光源照射待測(cè)元件產(chǎn)生散射光，通過(guò)面陣CXD探測(cè)缺陷的信息。利用CXD采集激光輻照前后輻照區(qū)域的圖像，采用圖像相減法實(shí)現(xiàn)缺陷判別。對(duì)介質(zhì)膜上一點(diǎn)采集兩次圖像，當(dāng)兩幅圖像出現(xiàn)差異時(shí)認(rèn)為該點(diǎn)為缺陷點(diǎn)。圖像相減法對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性要求高，否則差分后會(huì)出現(xiàn)虛像，從而導(dǎo)致誤判。另外由于面陣CCD的感光面積較小，對(duì)于大口徑光學(xué)元件的檢測(cè)需要分塊進(jìn)行，一塊光學(xué)元件需要采集多幅圖像，耗時(shí)較久。
[0006]由此可見(jiàn)，如何實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件表面缺陷位置快速、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確記錄成為一個(gè)急需解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有檢測(cè)裝置存在的不足，提出一種光學(xué)元件表面缺陷篩查裝置和篩查方法。該裝置可對(duì)光學(xué)元件表面缺陷的位置和基本尺寸等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)的記錄，具有簡(jiǎn)易、實(shí)時(shí)、自動(dòng)和可靠的特點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
[0009]一種光學(xué)元件表面缺陷篩查裝置，特點(diǎn)在于其構(gòu)成包括:脈沖激光源、電動(dòng)位移臺(tái)、聚焦透鏡、PIN管、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)和固定件，待測(cè)的光學(xué)元件通過(guò)所述的固定件固定在所述的電動(dòng)位移臺(tái)上，在所述的脈沖激光源照射在所述的光學(xué)元件上反射后，在該反射光束方向依次設(shè)置所述的聚焦透鏡和PIN管，所述的PIN管位于所述的該聚焦透鏡的像平面；所述的PIN管輸出的信號(hào)經(jīng)所述的數(shù)據(jù)采集卡采集送所述的計(jì)算機(jī)，所述的計(jì)算機(jī)的輸出端接所述的電動(dòng)位移臺(tái)的控制端。
[0010]所述的計(jì)算機(jī)控制所述的電動(dòng)位移臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)距離，同時(shí)控制所述的數(shù)據(jù)采集卡與所述的脈沖激光源的脈沖時(shí)鐘同步。[0011]利用上述光學(xué)元件表面缺陷篩查裝置進(jìn)行光學(xué)元件表面缺陷篩查的方法，其特點(diǎn)在于該方法包括下列步驟:
[0012]①將待測(cè)的光學(xué)元件通過(guò)所述的固定件固定在所述的電動(dòng)位移臺(tái)上，啟動(dòng)所述的計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)并控制所述的電動(dòng)位移臺(tái)將所述的脈沖激光源輸出的脈沖激光移動(dòng)到待測(cè)光學(xué)元件掃描的起點(diǎn)，設(shè)定所述的脈沖激光源輸出的脈沖激光的脈沖間隔為△ t，設(shè)電動(dòng)位移臺(tái)的運(yùn)動(dòng)速度為U ；
[0013]②所述的計(jì)算機(jī)同步控制所述的脈沖激光源、電動(dòng)位移臺(tái)和數(shù)據(jù)采集卡同步工作:當(dāng)所述的脈沖激光源的第一個(gè)脈沖輻照所述的待測(cè)光學(xué)元件的同時(shí)，所述的數(shù)據(jù)采集卡開(kāi)始工作，數(shù)據(jù)采集卡以時(shí)間h為起點(diǎn)，在單脈沖內(nèi)采集m個(gè)有效電壓值
并輸入計(jì)算機(jī)， 再通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)所述的m個(gè)數(shù)據(jù)采用求和計(jì)算\
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)兀件表面缺陷篩查裝置，特征在于其構(gòu)成包括:脈沖激光源(I)、電動(dòng)位移臺(tái)(2)、聚焦透鏡(3)、PIN管(4)、數(shù)據(jù)采集卡(5)、計(jì)算機(jī)(6)和固定件(7)，待測(cè)的光學(xué)元件(8)通過(guò)所述的固定件(7)固定在所述的電動(dòng)位移臺(tái)(2)上，在所述的脈沖激光源(I)照射在所述的光學(xué)元件(8)上反射后，在該反射光束方向依次設(shè)置所述的聚焦透鏡(3)和PIN管(4)，所述的PIN管(4)位于所述的該聚焦透鏡(3)的像平面；所述的PIN管(4)輸出的信號(hào)經(jīng)所述的數(shù)據(jù)采集卡(5)采集送所述的計(jì)算機(jī)(6)，所述的計(jì)算機(jī)(6)的輸出端接所述的電動(dòng)位移臺(tái)(2 )的控制端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件表面缺陷篩查過(guò)程的記錄裝置，其特征在于所述的計(jì)算機(jī)(6)控制所述的電動(dòng)位移臺(tái)(2)的運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)距離，同時(shí)控制所述的數(shù)據(jù)采集卡與所述的脈沖激光源(I)的脈沖時(shí)鐘同步。
3.利用權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件表面缺陷篩查裝置進(jìn)行光學(xué)元件表面缺陷篩查的方法，其特征在于該方法包括下列步驟: ①將待測(cè)的光學(xué)元件(8)通過(guò)所述的固定件(7)固定在所述的電動(dòng)位移臺(tái)(2)上，啟動(dòng)所述的計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)并控制所述的電動(dòng)位移臺(tái)(2)將所述的脈沖激光源(I)輸出的脈沖激光移動(dòng)到待測(cè)光學(xué)元件(8)掃描的起點(diǎn)，設(shè)定所述的脈沖激光源(I)輸出的脈沖激光的脈沖間隔為At,設(shè)電動(dòng)位移臺(tái)(2)的運(yùn)動(dòng)速度為u ； ②所述的計(jì)算機(jī)同步控制所述的脈沖激光源(I)、電動(dòng)位移臺(tái)(2)和數(shù)據(jù)采集卡(5)同步工作:當(dāng)所述的脈沖激光源(I)的第一個(gè)脈沖輻照所述的待測(cè)光學(xué)元件(8)的同時(shí)，所述的數(shù)據(jù)采集卡開(kāi)始工作，數(shù)據(jù)采集卡以時(shí)間h為起點(diǎn)，在單脈沖內(nèi)采集m個(gè)有效電壓值U1, U2, IV..IV..Um并輸入計(jì)算機(jī)(6)，再通過(guò)計(jì)算機(jī)(6)對(duì)所述的m個(gè)數(shù)據(jù)采用求和計(jì)算ν=Συ,，第一個(gè)脈沖 的電壓記為V1，所述的脈沖激光源(I)對(duì)所述的待測(cè)光學(xué)元件(8)進(jìn)
I行掃描，以后依次記為V2, Vf Vn ； ③電壓序列VpV2，Vn，設(shè)置一個(gè)允許的最大變化值A(chǔ)V，當(dāng)電壓Vi的變化大于AV時(shí)，記為Vk，確定光學(xué)元件上對(duì)應(yīng)的點(diǎn)就是一個(gè)缺陷點(diǎn)，記錄從開(kāi)始掃描到該缺陷點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間為k*At，則位移臺(tái)工作距離為u*k*At，由于光學(xué)元件的尺寸已知，得到缺陷點(diǎn)的具體位置信息，同時(shí)，根據(jù)Vk的大小值確定缺陷點(diǎn)的相對(duì)大小。
【文檔編號(hào)】G01B11/00GK103760173SQ201410015005
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】梁龍, 李學(xué)春, 姜有恩, 林圓圓, 陳醉雨 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所