[发明专利]导光束端面的缺陷检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种导光束端面的缺陷检测装置，其特征在于，包括：设置光学平台上的短相干光源模块、显微干涉模块和设置在所述短相干光源模块和显微干涉模块之间的光纤端口，其中，

所述导光束端面设置在所述显微干涉模块的工作距离范围内，所述短相干光源模块用于产生一对正交、线偏振并具有相位延迟的短相干光源，所述短相干光源从所述光纤端口出射进入所述显微干涉模块，所述显微干涉模块对所述短相干光源进行分光、合束后获取携带导光束端面信息的干涉图，以根据所述干涉图和所述导光束端面信息对所述导光束端面进行缺陷检测。

2.根据权利要求1所述的导光束端面的缺陷检测装置，其特征在于，所述短相干光源模块包括：

依次设置在光轴上的第一角锥棱镜、第一四分之一波片、第一偏振分光棱镜、光纤耦合器、对应所述第一偏振分光棱镜一侧设置且与所述光轴垂直的短相干光源发生器、设置在所述短相干光源发生器和所述第一偏振分光棱镜一侧之间的第一二分之一波片、对应所述第一偏振分光棱镜另一侧设置且与所述光轴垂直设置的第二角锥棱镜以及设置在所述第二角锥棱镜和所述第一偏振分光棱镜另一侧之间的第二四分之一波片，其中，所述第二角锥棱镜能够沿垂直所述光轴方向移动。

3.根据权利要求1所述的导光束端面的缺陷检测装置，其特征在于，所述显微干涉模块包括：

依次设置在光轴上的第二偏振分光棱镜、第三四分之一波片、第一显微物镜、参考镜、对应所述第二偏振分光棱镜一侧设置且与所述光轴垂直的第二显微物镜、设置在所述第二偏振分光棱镜一侧与所述第二显微物镜之间的第四四分之一波片、对应所述第二偏振分光棱镜另一侧设置且与所述光轴垂直的管镜、对应所述管镜设置的偏振相机、设置在所述第二偏振分光棱镜另一侧与所述管镜之间的第二二分之一波片，其中，

所述短相干光源从所述光纤端口出射进入所述第二偏振分光棱镜，产生偏振方向相互垂直且具有相位差的反射光S和透射光P，所述反射光S经所述第四四分之一波片、所述第二显微物镜到达所述导光束端面，所述第二显微物镜收集所述导光束端面反射的携带导光束端面信息的导光束端面反射光，经所述第四四分之一波片、所述第二偏振分光棱镜透射形成测试光；

所述透射光P经过所述第三四分之一波片、第一显微物镜到达所述参考镜，经所述参考镜反射后，经所述第一显微物镜收集，再经所述第三四分之一波片、所述第二偏振分光棱镜反射后形成参考光；

所述测试光和所述参考光经所述第二偏振分光棱镜合束后，经过所述第二二分之一波片变化为左右圆偏振光经所述管镜到达偏振相机，以使所述偏振相机获取所述携带导光束端面信息的干涉图。

4.根据权利要求3所述的导光束端面的缺陷检测装置，其特征在于，根据所述干涉图和所述导光束端面信息对所述导光束端面进行缺陷检测，包括：

根据所述干涉图判断所述导光束端面是否具有缺陷，并在判断所述导光束端面具有缺陷时根据所述干涉图的光强表达式利用四步移相算法获取导光束端面高度信息，以及根据所述导光束端面高度信息获取缺陷信息。

5.根据权利要求4所述的导光束端面的缺陷检测装置，其特征在于，利用以下公式(1)-(5)获取导光束端面高度信息：

其中，I₁(x,y)、I₂(x,y)、I₃(x,y)、I₄(x,y)分别为四幅干涉图的光强表达式，h(x，y)为导光束端面高度信息；

根据所述导光束端面高度信息获取缺陷信息，具体包括：

在圆形区域对所述导光束端面高度信息h(x，y)做泽尼克多项式拟合，并求解出常数项、倾斜项系数；

根据拟合后的导光束端面高度信息h(x，y))获取导光束端面的缺陷信息，其中，所述缺陷信息包括刚体位移和表面变形。

6.根据权利要求2所述的导光束端面的缺陷检测装置，其特征在于，所述短相干光源的相干长度l_c需要满足以下关系：

l_c＜2Δt，

其中Δt表示导光束端面与导光束端面中的光纤端面的光程差。