[发明专利]一种基于散射原理对不透明固体材料内部微/纳米级体缺陷的检测方法

摘要

一种基于散射原理对不透明材料内部微／纳米级体缺陷的检测方法，属无损检测领域。本检测方法是用针对被检测材料透明或半透明的光源，发出波长为０．８～１１．６μｍ的光束经小孔空间滤波后，进入聚焦系统聚为一微细光束，将此微细光束打入被测材料内部，通过三维超精密工作台移动被测材料，实现聚焦激光束焦点对材料内部各层面的扫描，将图象传感器放在与由激光器、小孔及聚焦系统构成的光轴垂直的方向上接收散射光，由散射光分布可判断材料内部有无缺陷及缺陷的大小等。采用本方法检测不透明材料，其探测微缺陷的尺度可小至纳米。

主权项

1．一种基于散射原理对不透明固体材料内部微/纳米级体缺陷的检测方法，其特征是用针对被检测材料透明或半透明的光源，发出波长为0.8～11.6μm的光束经小孔空间滤波后，进入聚焦系统聚为一微细光束，将此微细光束打入被测材料内部，通过三维超精密工作台移动被测材料，实现聚焦激光束焦点对材料内部各层面的扫描，将图象传感器放在与由激光器、小孔及聚焦系统构成的光轴垂直的方向上接收散射光，由散射光分布可判断材料内部有无缺陷及缺陷的大小等，缺陷大小的判定可通过以下途径实现，首先，将不同大小直径散射光理论分布图象中对应于θ=70°～110°范围内的散射光理论分布曲线上极大值个数提取出来，记为V,V在本发明中被定为是I～θ曲线的第一特征值；将被测材料实测得到的散射光分布图象中同一散射角范围内的曲线上极大值个数V’亦提取出来，看V’与哪一个直径范围的I～θ曲线的特征值相近，即被测材料中的缺陷大小与相近的理论分布曲线中粒子直径相近，由此即可判断出被测材料内微体缺陷的大小，然而当粒子直径小于1μm时，理论I～θ曲线上第一特征值V皆为1，用它已判断不出缺陷大小是在几百或是几十纳米量级上了，因此要用第二特征值来判断，第二特征值的提取方法是：将理论I～θ曲线上θ=70°处的散射光强减去θ=110°的散射光强，所得的值再除以θ=90°处的散射光强，从而得到一无量钢的数值T,T即为第二特征值，用同样方法求得被测材料实测的I～θ曲线的第二特征值T’，将T’与不同直径粒子的I～θ曲线的第二特征值T进行比较看与那一种粒子直径的T值相近，即可得到被测缺陷的大小。