[发明专利]一种平面光学元件表面疵病检测装置和检测方法

说明书

本发明公开了一种平面光学元件表面疵病检测装置和检测方法，该装置包括激光器、光束折转模块、测焦模块、主探测模块、主光路模块、光陷阱模块、运动控制模块；其中由激光器发出的激光由光束折转模块入射到待测样品表面，光陷阱模块设置在其反射光的路径上。显微镜设置在待测样品的正上方，接收一定立体角范围内的散射光。接收到的散射光一部分在CMOS上成像，一部分通过分光棱镜由PMT能量接收模块接收。测焦模块通过另外一块分光棱镜检测待测样品的最佳焦面位置。本发明能将成像法和非成像法相互结合，从而很好地分辨出疵病的位置和二维尺寸信息，并能获得疵病产生的散射光能量大小，进而提高检测效率，并缩短检测消耗时间。

技术领域

本发明属于光学元件表面疵病检测的技术领域，涉及一种平面光学元件表面疵病检测装置和检测方法。

背景技术

光学表面疵病主要分为麻点、划痕和破边等。最常用的检测方法是目视法，但这种方法对观察者的知识结构和实践经验水平要求较高，主观性较强。而且无法量化疵病等级、费时费力、劳动强度较大。另外我国标准与国际标准和欧洲标准均不相同，且规定的光学元件表面疵病术语、代号、标志等均有所区别，难以形成统一的标准。目前有很多新兴的表面疵病检测方法中，大部分都是通过疵病对光的散射特性来进行处理的，主要又分为成像法和非成像法(能量法)，成像法的优点是可以很好地分辨出疵病的位置和二维尺寸信息,分辨率可以达到微米至亚微米级，缺点是无法对散射能量大小做出直观表征，检测效率不高。非成像法的优点是可以得到疵病散射产生的散射光能量大小，结构相对简单、检测速度快。缺点是检测结果不直观，不能准确描述疵病的具体位置和尺寸大小。

针对以上问题可以看出，目前光学元件的检测过程十分繁琐并且充满着不确定性，因此搭建一套简单、高效的光学元件表面疵病检测系统至关重要。

发明内容

本发明是为了解决上述现有技术存在的不足之处，提出一种平面光学元件表面疵病检测装置和检测方法，以期能将成像法和非成像法相互结合，从而很好地分辨出疵病的位置和二维尺寸信息，并能获得疵病产生的散射光能量大小，进而提高检测效率，并缩短检测消耗时间。

本发明解决技术问题采取以下技术方案：

本发明一种平面光学元件表面疵病检测装置的特点包括：激光器、光束折转模块、测焦模块、主探测模块、主光路模块、光陷阱模块；

所述光束折转模块包括：第一反射镜、第一折转架、第二反射镜、第二折转架；

所述测焦模块包括：测焦头；

所述主探测模块包括：第二分光棱镜、PMT、CMOS相机；

所述主光路模块包括：显微物镜、第一分光棱镜、管镜；

所述光陷阱模块包括：光陷阱；

所述激光器发出的激光入射到所述第一折转架上的第一反射镜上，再反射到第二折转架上的第二反射镜上，以形成一定角度后入射到待测样品的表面，形成光斑；

所述光陷阱放置在所述待测样品的反射光的路径上，用于接收所述反射光；

若所述待测样品存在表面疵病时，疵病区域对入射光线形成散射，使得产生的散射光分布在待测样品上方空间，并通过设置在待测样品的正上方的显微物镜接收一定立体角范围内的散射光；

所述显微物镜将接收到的部分散射光通过所述第一分光棱镜、所述管镜汇聚在所述CMOS相机的敏感面上成像，另一部分散射光通过第二分光棱镜汇聚在到所述PMT的入光口里，从而被PMT所接收；

所述测焦头发出的激光通过所述第一分光棱镜的折转后，由所述显微物镜汇聚到所述待测样品的表面，并通过接收自身反射回来的光斑形状以判断离焦量。