[发明专利]一种大口径曲面光学元件表面微缺陷的检测与激光修复装置

摘要

一种大口径曲面光学元件表面微缺陷的检测与激光修复装置,涉及一种光学元件表面微缺陷的检测与激光修复装置。解决了对大口径融石英光学元件的微缺陷检测速度慢和定位精确度底的问题。本发明的可微调显微检测单元、二维大行程快速移动装置、Z轴运动装置和激光组件均设置在承载台上，承载台的上表面沿X轴方向设有凹槽，二维大行程快速移动装置设置在承载台凹槽内，可微调显微检测单元和激光组件均设置于Z轴运动装置的平台上，其轴线方向均垂直于二维大行程快速移动装置的侧面。本发明适用于大口径曲面光学元件表面微缺陷的检测与激光修复使用。

主权项

一种大口径曲面光学元件表面微缺陷的检测与激光修复装置，其特征在于，它包括可微调显微检测单元(1)、二维大行程快速移动装置(2)、Z轴运动装置(3)、激光组件(4)和承载台(5)；所述可微调显微检测单元(1)、二维大行程快速移动装置(2)、Z轴运动装置(3)和激光组件(4)均设置在承载台(5)上，承载台(5)的上表面沿X轴方向设有凹槽，二维大行程快速移动装置(2)设置在承载台(5)凹槽内，可微调显微检测单元(1)和激光组件(4)均设置于Z轴运动装置(3)的平台上，其轴线方向均垂直于二维大行程快速移动装置(2)的侧面，可微调显微检测单元(1)包括暗场检测单元、明场监测单元、光谱共焦精确测距单元和微系统安装板(1‑1)；所述共焦精确测距单元包括光谱共焦测距仪(1‑2)、光学X轴精密微调滑台(1‑3)、测距过渡板(1‑4)、测距V型块夹具(1‑5)和夹紧装置(1‑6)；光学X轴精密微调滑台(1‑3)的底面固定在微系统安装板(1‑1)的上表面，光学X轴精密微调滑台(1‑3)通过螺钉与测距过渡板(1‑4)的下表面固定连接，测距过渡板(1‑4)的上表面通过螺钉与测距V型块夹具(1‑5)的底面固定连接，测距V型块夹具(1‑5)的下部为梯形件，所述梯形件为倒置梯形，梯形件的侧面设有加强筋，测距V型块夹具(1‑5)的上部为开口向上的V型件，V型件中部开有水平方向通透的十字槽，所述V型件与梯形件为一体件，测距V型块夹具(1‑5)的上侧设有夹紧装置(1‑6)；所述测距夹紧装置(1‑6)与两根圆柱配合对放置在测距V型块夹具(1‑5)V型槽内的光谱共焦测距仪(1‑2)进行夹紧，两根圆柱的下端均固定在十字槽槽底，两根圆柱的上端均从测距夹紧装置(1‑6)穿出；明场监测单元包括光学YZ轴精密微调滑台(1‑7)、明场监测过渡板(1‑8)、明场监测V型块夹具(1‑9)、明场监测面阵CCD(1‑10)和明场夹紧装置(1‑11)；光学YZ轴精密微调滑台(1‑7)的底面固定在微系统安装板(1‑1)的上表面，光学YZ轴精密微调滑台(1‑7)通过螺钉与明场监测过渡板(1‑8)的下表面固定连接，明场监测过渡板(1‑8)的上表面通过螺钉与明场监测V型块夹具(1‑9)的底面固定连接，明场监测V型块夹具(1‑9)的下部为梯形件，梯形件的两个侧面设有加强筋，明场监测V型块夹具(1‑9)的上部为开口向上的V型件，V型件中部开有水平通透的十字槽，所述V型件与梯形件为一体件，明场监测V型块夹具(1‑9)的上方设有明场夹紧装置(1‑11)，所述明场夹紧装置(1‑11)与两根圆柱配合对放置在明场监测V型块夹具(1‑9)V型槽内的明场监测面阵CCD(1‑10)进行夹紧，两根圆柱的下端均设置在十字槽槽底，两根圆柱的上端均从明场夹紧装置(1‑11)穿出；暗场检测单元包括光学XZ轴精密微调滑台(1‑12)、暗场检测过渡板(1‑13)、暗场检测V型块夹具(1‑14)、暗场检测线阵CCD(1‑15)、暗场光源(1‑16)和暗场夹紧装置(1‑17)；光学XZ轴精密微调滑台(1‑12)的底面固定在微系统安装板(1‑1)的上表面，光学XZ轴精密微调滑台(1‑12)通过螺钉与暗场检测过渡板(1‑13)的下表面固定连接，暗场检测过渡板(1‑13)的上表面通过螺钉与暗场检测V型块夹具(1‑14)的底面固定连接，暗场检测V型块夹具(1‑14)的下部为梯形件，梯形件的两个侧面设有加强筋，暗场检测V型块夹具(1‑14)的上部为开口向上的V型件，V型件中部开有水平通透的十字槽，所述V型件与梯形件为一体件，暗场检测V型块夹具(1‑14)的上方设有暗场夹紧装置(1‑17)，所述暗场夹紧装置(1‑17)与两根圆柱配合对放置在暗场检测V型块夹具(1‑14)V型槽内的暗场检测线阵CCD(1‑15)进行夹紧，两根圆柱的下端均设置在十字槽槽底，两根圆柱的上端均从暗场夹紧装置(1‑17)穿出；暗场光源(1‑16)设置在暗场检测单元和明场监测单元之间，暗场光源(1‑16)的轴线方向与暗场检测线阵CCD(1‑15)的轴线成M度夹角，暗场光源(1‑16)的光线射向暗场检测线阵CCD(1‑15)的焦平面，且位于暗场检测线阵CCD(1‑15)所检测的视野内，所述M小于90度；二维大行程快速移动装置(2)，该装置包括X轴运动单元、龙门架、Y轴运动单元、多个气浮垫(2‑3)和承载框体(2‑9)；龙门架包括两根立柱(2‑10)、Y轴伺服电机(2‑12)、顶盖(2‑13)、龙门竖板(2‑14)、龙门横板(2‑15)和龙门肋板(2‑18)；两根立柱(2‑10)和龙门横板(2‑15)构成龙门架结构，龙门横板(2‑15)的两个长边的上表面固定有两块龙门竖板(2‑14)，所述龙门竖板(2‑14)为梯形板，龙门肋板(2‑18)为下侧开口的U型框，两块龙门竖板(2‑14)、龙门肋板(2‑18)和龙门横板(2‑15)围成密闭结构；Y轴运动单元包括两根Y轴运动导轨(2‑11)和Y轴伺服电机(2‑12)；两根Y轴运动导轨(2‑11)分别固定在两根立柱(2‑10)的内侧，两根Y轴运动导轨(2‑11)的内侧均固定有导轨滑台，Y轴伺服电机(2‑12)带动其中一根Y轴运动导轨(2‑11)上下移动，承载框体(2‑9)的左右两个边框均固定在两根Y轴运动导轨(2‑11)的导轨滑台上，承载框体(2‑9)的左右两个侧板的内侧均固定有一个夹具锁紧块(2‑16)；所述Z轴运动装置(3)包括Z轴运动单元和固定基体(3‑1)，Z轴运动单元设置在固定基体(3‑1)凹槽内，所述Z轴运动单元的结构与X轴运动单元的结构相同；以X轴运动单元为例进行说明，X轴运动单元包括X轴伺服电机(2‑1)、X轴移动导轨(2‑2)和承重板(2‑4)；X轴伺服电机(2‑1)固定在带动X轴移动导轨(2‑2)框架的一端，X轴伺服电机(2‑1)带动X轴移动导轨(2‑2)在X轴方向直线移动，X轴移动导轨(2‑2)设置在承载台(5)的凹槽内，X轴移动导轨(2‑2)上设有导轨滑台，承重板(2‑4)固定在所述导轨滑台上，X轴移动导轨(2‑2)带动导轨滑台移动；多个气浮垫(2‑3)均匀设置在承重板(2‑4)的下侧，用于卸载承重板(2‑4)的向下的压力；龙门架的两根立柱(2‑10)的底端均固定在承重板(2‑4)的上表面；可微调显微检测单元(1)和激光组件(4)设置在固定基体(3‑1)的上表面，固定基体(3‑1)固定在承载台(5)上，且位于二维大行程快速移动装置(2)的一侧的中间。