[发明专利]一种定量修补装置及其定量修补方法

权利要求书

1.一种定量修补装置，其特征在于，其包括激光源、第一计时器、衰减器、测距与修补系统、基底及第二计时器，该基底包括参照平面与加工表面，该激光源发出的激光束依次经由第一计时器、衰减器入射至测距与修补系统，其中该激光源、第一计时器与衰减器设于同一光轴上，在所述测距与修补系统内，激光束分为两束，并分别由基底的参照平面与加工表面反射后入射至该第二计时器，由该第一计时器与第二计时器计算激光束到达的时间，该加工表面上有异物，该异物具有一定高度；所述激光源与衰减器连接至计算机，该第一计时器连接至该第二计时器，并向该第二计时器传输开始计时信号，该第二计时器连接至该计算机。

2.如权利要求1所述的定量修补装置，其特征在于，所述测距与修补系统包括第一分光镜、参考测距系统及实际测距系统，由所述衰减器射出的激光束入射至所述第一分光镜，该第一分光镜将激光分为两束，一束用作激光修补及实际测距，其透过该第一分光镜沿原方向入射至所述实际测距系统，并由基底的加工表面反射后入射至第二计时器，另一束用作参考测距，其由所述第一分光镜反射后入射至参考测距系统，并由基底的参照平面反射后入射至第二计时器。

3.如权利要求2所述的定量修补装置，其特征在于，所述实际测距系统包括第二分光镜与修补镜头，该第二分光镜与所述第一分光镜镜面平行，且两者镜面法线方向相反，经过所述第一分光镜透射的光束透过第二分光镜并直接经修补镜头至基底的加工表面，由加工表面反射回部分反射光入射至该第二分光镜，经过该第二分光镜反射一部分光束到达所述第二计时器。

4.如权利要求3所述的定量修补装置，其特征在于，所述第二分光镜与所述第二计时器之间设有第一自动对焦单元，该第一自动对焦单元与第二计时器设置在同一光轴上。

5.如权利要求3所述的定量修补装置，其特征在于，所述第二计时器远离所述第二分光镜的一端设有第一自动对焦单元，该第一自动对焦单元与所述第二计时器为同一光轴。

6.如权利要求2所述的定量修补装置，其特征在于，所述参考测距系统包括第二反射镜、第三分光镜、第四分光镜及取样镜头，该第二反射镜的镜面与所述第一分光镜的镜面平行，该第三分光镜镜面与该第二反射镜镜面平行，且两者镜面法线方向相同，该第四分光镜镜面与第三分光镜镜面垂直；经过所述第一分光镜反射到第二反射镜的激光束反射后依次透过第三分光镜与第四分光镜，经过取样镜头到达基底的参照平面上，经参照平面反射后激光束透过该第四分光镜入射至第三分光镜，并经第三分光镜反射后到达所述第二计时器；所述定量修补装置还包括有能减小激光能量、防止从取样镜头出射的激光损伤参照平面的衰减镜片。

7.如权利要求6所述的定量修补装置，其特征在于，所述第四分光镜的反射面的一侧设有第二自动对焦单元，激光束经基底的参照平面反射后入射至所述第四分光镜，该第四分光镜将光束分为两束，一部分反射后到达该第二自动对焦单元进行实时跟踪对焦。

8.如权利要求2所述的定量修补装置，其特征在于，所述定量修补装置还包括有设于所述衰减器与第一分光镜之间光路上的第一反射镜，所述激光源、第一计时器与衰减器的光轴与该第一反射镜镜面法线呈45°角，该第一反射镜镜面法线与所述第一分光镜镜面法线垂直。

9.一种利用权利要求2所述的定量修补装置实现的定量修补方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1：校准，将取样镜头与修补镜头移至基底的参照平面，激发激光，激光经过第一计时器后触发第二计时器开始计时工作，经过第一分光镜后激光形成两条光路，分别通过参考测距系统与实际测距系统到达参照平面后反射回第二计时器，第二计时器记录下两束激光的到达的时间差A秒；

步骤2：修补并测量，将修补镜头移至加工表面的异物处，取样镜头移动至参照平面，激发激光，重复步骤1，接收并记录下两束激光到达第二计时器的时间差B秒；

步骤3：比对并调节，若B-A>0，异物高度Height=（B-A）*c/10^6；若B-A=0，异物高度Height=0；若B-A<0，则表示已损伤膜层，此处c为光速。

10.如权利要求9所述的定量修补方法，其特征在于，所述步骤3中，若B-A>0，当异物高度下降为第一次轰击时的一半，通过计算机控制衰减器减小输出光强，当异物高度数值再减小一半，计算机继续调控减小衰减器输出光强，直至异物高度为0；若B-A=0，通过计算机调整衰减器输出为0%，同时计算机控制激光源停止输出；若B-A<0，通过计算机直接停止激光源工作并调整衰减器输出为0%。