[发明专利]基于短相干动态泰曼干涉仪的位相缺陷检测系统及方法

权利要求书

1.一种基于短相干动态泰曼干涉仪的位相缺陷检测系统，其特征在于，包括短相干偏振光源(1)和偏振泰曼干涉仪(10)两部分；短相干偏振光源(1)中的短相干激光器(2)发出的光束，经迈克尔逊干涉结构，产生一对偏振方向正交的线偏振光，进入偏振泰曼干涉仪(10)，通过调节第二角锥(7)匹配偏振泰曼干涉仪(10)主体部分干涉腔的相位差，补偿参考光与测试光之间的位相延迟，在偏振相机(17)上同时获取四幅相移干涉图，其中：

所述短相干偏振光源(1)用于产生一对相位延迟、偏振方向正交的线偏振光；

所述偏振泰曼干涉仪(10)将泰曼干涉仪与偏振成像技术相结合，使从第二参考镜(15)反射回来的参考光和从第一参考镜(14)反射回来的测试光形成干涉场。

2.根据权利要求1所述的基于短相干动态泰曼干涉仪的位相缺陷检测系统，其特征在于，所述短相干偏振光源(1)包括沿光路方向顺次设置的短相干激光器(2)、偏振片(3)、半波片(4)、第一角锥(5)、PBS角锥胶合(6)、第二角锥(7)、耦合透镜(8)和保偏光纤(9)；所述偏振片(3)和半波片(4)共同产生偏振光，PBS角锥胶合(6)一方面反射s光、另一方面透射p光，第二角锥(7)和PBS角锥胶合(6)间的距离为Δ，s光和p光的光程差为2Δ且偏振方向正交。

3.根据权利要求1所述的基于短相干动态泰曼干涉仪的位相缺陷检测系统，其特征在于，所述偏振泰曼干涉仪(10)包括准直物镜(11)、PBS1/4波片胶合棱镜(12)、被测件(13)、第一参考镜(14)、第二参考镜(15)、成像镜头(16)和偏振相机(17)；从短相干偏振光源(1)发出的一对偏振方向正交的线偏振光进入偏振泰曼干涉仪(10)，经准直物镜(11)准直后出射平行光，该平行光经PBS1/4波片胶合棱镜(12)后，分别通过第一参考镜(14)和第二参考镜(15)，其中s光经PBS1/4波片胶合棱镜(12)及第一参考镜(14)反射后转换为测试光p，p光经PBS1/4波片胶合棱镜(12)透射、第二参考镜(15)反射后转换为参考光s，转换所得的测试光p和参考光s沿原路返回，并分别经PBS1/4波片胶合棱镜(12)透射和反射，由成像镜头(16)成像到偏振相机(17)靶面。

4.根据权利要求3所述的基于短相干动态泰曼干涉仪的位相缺陷检测系统，其特征在于，所述PBS1/4波片胶合棱镜(12)为长方体，且分别在测试光路、参考光路、成像光路所对应的三个侧面胶合了1/4波片。

5.一种基于权利要求1所述基于短相干动态泰曼干涉仪的位相缺陷检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，短相干激光器(2)发出的光束通过迈克尔逊干涉结构，产生一对相位延迟、偏振方向正交的线偏振光，然后将被测件(13)置于偏振泰曼干涉仪(10)的测试光路中；

步骤2，调节第二角锥(7)与PBS角锥胶合(6)之间的距离Δ，使该距离Δ和偏振泰曼干涉仪(10)中干涉腔的相位差相匹配，利用偏振相机(17)采集四幅移相量依次相差π/2的干涉图；

步骤3，利用四步移相算法对四幅干涉图进行处理，计算出被测件(13)的透射波前，从而得到被测件(13)上的位相缺陷信息。