[发明专利]大口径熔石英光学元件表面微缺陷的自动化激光修复方法

权利要求书

1.大口径熔石英光学元件表面微缺陷的自动化激光修复方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、获取元件表面缺陷区域的位置信息和尺寸信息；所述元件表面缺陷区域的位置信息包括缺陷区域中心点在机床坐标系下的X、Y、Z轴坐标；所述尺寸信息包括缺陷区域最小外接圆的半径；

步骤二、根据元件表面缺陷区域的位置信息和尺寸信息确定修复策略；具体步骤包括：

以修复坑间允许的最小距离作为距离阈值，判断各个缺陷区域之间的交联程度，将超过距离阈值的两个缺陷区域确定为交联程度大，不超过距离阈值的两个缺陷区域确定为交联程度小；交联程度小的缺陷区域采用单缺陷修复策略，交联程度大的缺陷区域采用多缺陷修复策略；其中，按照下述公式判断各个缺陷区域之间的交联程度：

(x_i-x_j)²+(y_i-y_j)²＞δ_ij

式中，(x_i,y_i)、(x_j,y_j)表示两个缺陷区域中心点在机床坐标系下的X、Y轴坐标；δ_ij表示修复坑间允许的最小距离；

所述单缺陷修复策略为依据缺陷区域的尺寸信息确定修复坑尺寸和激光修复参数；

所述多缺陷修复策略为计算获取包络相互交联的多个缺陷区域的最小外接圆直径，依据该直径确定修复坑尺寸和激光修复参数；所述激光修复参数包括激光的功率、频率、脉宽和扫描路径；

步骤三、依据修复策略，利用激光修复装置对元件表面缺陷区域进行修复。

2.根据权利要求1所述的大口径熔石英光学元件表面微缺陷的自动化激光修复方法，其特征在于，步骤二中还包括：在确定修复策略后，将具有相同修复策略的缺陷区域归为一类，将不同类别的待修复缺陷区域信息整合得到缺陷修复文件，所述缺陷修复文件包含待修复缺陷区域编号、位置信息、尺寸信息和修复策略。

3.根据权利要求2所述的大口径熔石英光学元件表面微缺陷的自动化激光修复方法，其特征在于，步骤三中所述激光修复装置包括信号发生器、CO₂激光器、声光调制器、振镜系统和扩束镜；利用所述激光修复装置对元件表面缺陷区域进行修复，具体过程包括：依据修复策略确定的激光修复参数，信号发生器产生脉冲信号，该信号作用于CO₂激光器和声光调制器，用于产生相应功率、频率、脉宽的脉冲激光；产生的脉冲激光经过扩束镜产生准直激光，该激光经过振镜系统输出激光，对缺陷区域进行螺旋扫描，并在缺陷区域位置刻蚀一个圆锥体实现缺陷区域的修复。

4.根据权利要求3所述的大口径熔石英光学元件表面微缺陷的自动化激光修复方法，其特征在于，所述激光修复装置还包括激光功率计、分光镜、工控机和监视相机；工控机通过通信端口分别与信号发生器、振镜系统、激光功率计、监视相机建立通讯，对激光修复过程进行自动控制和监测；监视相机用于实时采集图像，以实现对缺陷区域的激光修复过程进行监测；激光功率计用于在线测量分光镜截取部分激光的功率，以实现对激光工作状态进行监测。