[发明专利]一种光学元件体散射缺陷探测装置及探测方法

说明书

本申请提供一种光学元件体散射缺陷探测装置，光学元件为长方体结构，包括多个光束照射面；光学元件体散射缺陷探测装置包括光源、三维平移台、分光单元、照明系统及成像系统，光源用于发出光束L0；三维平移台用于承载和平移光学元件；分光单元用于将光束L0分为两束光束；照明系统用于将两束光束分为多束光束后垂直入射多个光束照射面，以形成多光束交叠照明区域；成像系统用于对多光束交叠照明区域进行成像。本申请提供的光学材料体散射缺陷探测装置及探测方法可实现对体缺陷多角度照明，从而获得材料体内大部分缺陷的清晰成像，对于判断材料质量具有重要参考价值。

技术领域

本申请涉及光学检测领域，尤其涉及一种光学元件体散射缺陷探测装置及探测方法。

背景技术

许多光学材料如晶体、熔炼石英等，体内或多或少的含有各种结构缺陷，结构缺陷的存在会对光学元件的光传输及损伤性能造成很大影响，因此，在元件上架使用之前对元件体缺陷的检测就显得至关重要。元件中的结构缺陷会对入射光形成散射，利用这一点可以对其进行探测，根据散射探测结果可以确定元件内结构缺陷的尺度、密度及分布情况。散射缺陷表征结果对于评价材料质量，光学元件选材等都具有重要参考价值。

结构缺陷的形状不是规则的，其边界一般是由不同大小、取向的表面组成，每个结构缺陷对入射光的散射其实是结构缺陷各个表面对入射光反射的和。由于材料内部结构缺陷大小不一、形状各异，每个缺陷都可能包括多个不同取向、不同面积大小的反射面，因此结构缺陷的散射是存在优势方向的，这就存在从某个角度照明“看不到”某些缺陷的可能，大量的实验结果证明，这种情况是普遍存在的，也就是说单一照明方向会导致很多缺陷漏检，有必要从多角度照明，以实现对体散射缺陷较为全面的探测。

发明内容

鉴于上述情况，本申请提出一种光学元件体散射缺陷探测装置及探测方法，以解决从单一角度照明导致的缺陷漏检问题。

第一方面，本申请提供一种光学元件体散射缺陷探测装置，光学元件为长方体结构，包括多个光束照射面；光学元件体散射缺陷探测装置包括光源、三维平移台、分光单元、照明系统及成像系统，光源用于发出光束L0；三维平移台用于承载和平移光学元件；分光单元用于将光束L0分为两束光束；照明系统用于将两束光束分为多束光束后垂直入射多个光束照射面，以形成多光束交叠照明区域；成像系统用于对多光束交叠照明区域进行成像。

在一种实施方式中，照明系统包括多个反射镜，多个反射镜对应多个光束照射面设置。

在一种实施方式中，光学元件体散射缺陷探测装置还包括沿光束L0的光路依次设置的1/2波片及偏振分光棱镜。

在一种实施方式中，分光单元包括在光束L0的光路上依次设置的1/4波片和半反半透镜。

在一种实施方式中，光源为激光器。

在一种实施方式中，光束的光斑为方形光斑。

在一种实施方式中，光学元件体散射缺陷探测装置还包括整形单元，用于将光束整形为具有预设强度分布的光束，整形单元位于光源的出光处。

在一种实施方式中，光学元件体散射缺陷探测装置还包括吸收陷阱，吸收陷阱位于多个光束的返回光路。

第二方面，本申请提供一种采用如前提供的光学元件体散射缺陷探测装置的缺陷探测方法，包括：将光学元件置于三维平移台上；打开光源，从多个方向向光学元件的内部散射缺陷进行照射；拍摄光学元件的内部照明区域；将三维平移台逐一移动预设的单位距离，重复上一个拍摄步骤，直至光学元件的内部全部被照射及拍摄完毕。

在一种实施方式中，将光学元件置于三维平移台上之前，先对多个光束照射面进行抛光或者将光学元件置于装有折射率匹配液的容器中。