[发明专利]一种提高板条键合面光斑扫描测量分辨率的方法

说明书

本发明提供一种提高板条键合面光斑扫描测量分辨率的方法，本发明属于键合激光板条晶体的质量检测领域，板条键合面测量装置基于光纤白光干涉系统，通过光纤探头出射的光斑对键合面扫描，干涉探测获取键合面反射率信息，针对传统光斑检测方法分辨率受限于光斑尺寸的问题，提出利用光纤探头出射光束在轴向不同距离处的光强分布变化，进行“米”字路径光斑堆叠式扫描，在截面横向的四个角度上，实现不同距离位置处的反射率结果变化分析，有效推算出更高分辨率的反射率分布情况，同时对待测微尺寸键合面区域进行缺陷表征。

技术领域

本发明涉及一种提高板条键合面光斑扫描测量分辨率的方法，属于键合激光板条的质量检测领域。

背景技术

键合激光板条是固体激光器的增益介质，现在主流的板条是各类稀土元素掺杂的YAG晶体，即钇铝石榴石(Yttrium Aluminum Garnet)，键合板条通常是稀土掺杂YAG晶体与纯YAG键合在一起的复合结构晶体板条。Lee等人[Proc.SPIE.1992,1624:2-10.]率先将半导体加工技术中的热扩散键合制备方法应用到复合激光晶体生产过程中，受键合技术局限性影响，板条的键合面仍然会因为各类因素导致键合面缺陷，这些键合面缺陷会阻碍激光器输出，影响激光器性能，因此键合激光板条的质量检测，尤其是键合面的检测，是固体激光器生产过程极为重要的一个环节。

传统键合面检测手段包括各类显微放大的图像化检测方法[Journal ofmaterials science materials in electronics,2004,15(9):607-612.]和大光束透射检测的定量分析方法[Laser Physics,2005,15(9):1338-1344.]，本发明基于光纤白光干涉系统的光学检测手段，运用光纤探头对板条键合面进行光斑点式探测，是一种无损、可溯源且定量化的检测方法，并且可以对键合面局部区域进行针对性测量分析。光纤探头中的自聚焦透镜对光纤光路中出射的光束进行准直，保证光束以点光斑的形式探测键合面，但是受光斑尺寸大小的限制，以往的键合面扫描分辨率仅限于一个一个光斑。本发明首次提出利用光斑光强的径向高斯分布，配合光束轴向变化，进行“米”字堆叠式扫描，分析推算一个光斑内的反射率分布情况，有效提高板条键合面光斑扫描的分辨率。同时，“米”字堆叠扫描路径的创新性设计，也为板条键合面微尺寸区域的缺陷表征提供了参考性方法。

发明内容

本发明的目的在于针对光纤白光干涉系统运用光斑横向扫描过程中，为了克服了板条键合面测量分辨率受光斑尺寸限制的问题，而提出了提高板条键合面光斑扫描测量分辨率的方法，尤其利用光纤探头出射光束的轴向变化和光斑径向光强高斯分布，在键合面待测微尺寸区域进行“米”字路径堆叠式扫描，分析推算小于光斑范围内的反射率分布，实现键合面缺陷的微尺寸区域表征。

本发明的目的是这样实现的：步骤如下：

步骤一：调试、校准板条键合面测量装置；

步骤二：根据已知的探头出射光束变化情况和待测键合板条的厚度尺寸，限定探头出射光束的轴向距离变化工作区间；

步骤三：针对待测键合板条的键合面上的待测区域，光斑中心沿“米”字路径进行堆叠式的截面扫描；

步骤四：对扫描结果按照“米”字路径的四个角度，分别进行反射率分布连续拟合，得到四组反射率分布曲线；

步骤五：根据光束轴向光强的变化，得到每组反射率分布曲线的变化趋势，推算出反射率测量结果。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.步骤一具体是：调试机械位移控制结构的软件程序和硬件结构，保证截面横向扫描位置的精确性，并运用已知反射率的薄膜进行校准测试，即把待测键合板条换为薄膜，进行反射率测试，尤其对光束轴向不同距离位置处测量结果进行校准。