[发明专利]用于光学元件位相缺陷检测的线扫描相微分成像装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种线扫描相微分成像装置。属于光学元件检测技术领域。

背景技术

大型固体激光装置规模宏大，光学元件数量众多，输出能量和功率高，是惯性约束聚变研究的主力装置。在高功率条件下，光学元件损伤成为了人们必须面临的棘手问题，因此光学元件缺陷需要严格控制。光学元件缺陷种类繁多，性质各异。从对传输光场影响的角度看，可分为对光场的振幅和位相调制两类。振幅调制型缺陷，如灰尘、污染颗粒、体内吸收物等，主要影响光学元件的透过率分布；位相调制型缺陷，如划痕、凹坑、折射率不均匀杂质等，主要影响光学元件的光学厚度分布。从缺陷位置的角度，分为表面缺陷和内部缺陷，目前已有的检测方法对表面缺陷和振幅型缺陷可以有效检控；对于内部的位相缺陷，传统的外观和内含物检测很难发现，因而极具隐秘性，危害极大，成为近年来提高光学元件负载能力的关注热点。

发明内容

本发明是为了解决大型固体激光装置中光学元件内部的位相缺陷难于检测的问题。现提供一种用于光学元件位相缺陷检测的线扫描相微分成像装置。

用于光学元件位相缺陷检测的线扫描相微分成像装置，它包括：线光源、线平移台、成像镜头和线阵CCD；

将该装置的主光轴所在直线定义为三维直角坐标系的z轴，线光源、线平移台、成像镜头和线阵CCD沿z轴依次排布，线平移台用于固定被测光学元件，线光源平行且偏离三维直角坐标系的y轴，线平移台垂直于z轴，且该线平移台能够沿三维直角坐标系的x轴方向平移，成像镜头固定在主光轴上、且该成像镜头的光轴与主光轴重合，线阵CCD的光敏面所在平面垂直于主光轴；

线光源发出的光入射至固定在线平移台上的被测光学元件，经该被测光学元件透射的光入射至成像镜头，该成像镜头将入射光聚焦到线阵CCD的光敏面上成像。

上述线光源由200至500根光纤紧密排布组成。

上述光纤采用卤素灯作为发光光源。

上述线光源的长度与需要测量的光学元件全口径长度相同。

上述成像镜头为双凸透镜。

上述线阵CCD以120Hz的线采样率采集图像。

本发明所述的用于光学元件位相缺陷检测的线扫描相微分成像装置，采用线阵CCD暗场成像，获得暗场背景下的位相缺陷的亮斑，使得位相缺陷直接可见。同时本发明所述的用于光学元件位相缺陷检测的线扫描相微分成像装置对图像的分辨率达到6千万像素。通过线平移台带动光学元件平移进行快速扫描，可以在30至60秒内，扫描完成400*400mm口径的大型光学元件，且检测口径范围可达到5*5至400*400mm。本发明适用于大型固体激光装置中光学元件内部的位相缺陷检测。

附图说明

图1是用于光学元件位相缺陷检测的线扫描相微分成像装置结构的侧视图。

图2是用于光学元件位相缺陷检测的线扫描相微分成像装置结构的俯视图。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的用于光学元件位相缺陷检测的线扫描相微分成像装置，它包括：线光源1、线平移台2、成像镜头3和线阵CCD4；

将该装置的主光轴所在直线定义为三维直角坐标系的z轴，线光源1、线平移台2、成像镜头3和线阵CCD4沿z轴依次排布，线平移台2用于固定被测光学元件，线光源1平行且偏离三维直角坐标系的y轴，线平移台2垂直于z轴，且该线平移台2能够沿三维直角坐标系的x轴方向平移，成像镜头3固定在主光轴上、且该成像镜头3的光轴与主光轴重合，线阵CCD4的光敏面所在平面垂直于主光轴；

线光源1发出的光入射至固定在线平移台2上的被测光学元件，经该被测光学元件透射的光入射至成像镜头3，该成像镜头3将入射光聚焦到线阵CCD4的光敏面上成像。

采用线阵CCD暗场成像，获得暗场背景下的位相缺陷的亮斑，使得位相缺陷直接可见。

装置工作时，被测光学元件放在线平移台2上，线平移台2带动被测光学元件平移运动。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的用于光学元件位相缺陷检测的线扫描相微分成像装置作进一步说明，本实施方式中，线光源1由200至500根光纤紧密排布组成。