[实用新型]大口径钕玻璃表面疵病的激光散射检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学平面，特别是一种大口径钕玻璃表面疵病的激光散射检测装置。该系统是利用光学平面表面的疵病对入射激光的散射，利用米氏散射原理在暗场条件下多通道收集疵病各个方向的散射光，实现疵病的识别、定位、分类以及等级划分。

背景技术

所谓表面疵病是指光学元件表面异乎寻常的结构，精密光学元件表面疵病大致分为麻点、擦痕、开口气泡、破点及破边，是光学加工质量的重要指标，疵病的影响主要表现为：

①光束质量下降；

②损伤点产生的局部热效应造成光学元件破坏；

③由于光束在损伤点的衍射造成其它光学元件的损伤等。

对于高功率激光装置，光学元件的疵病的影响尤为严重。

目前对于光学元件损伤的检测，主要是利用非激光光源照明并靠人眼来观测，该方法是在暗场照明的情况下使用光学放大镜，通过人眼直接观测表面并判断疵病等级，其缺点是费时费力、效率低，且由于人为主观因素以及人眼疲劳程度等多方面因素的影响，使判断有较大的不确定性。随着现代光学技术，尤其是高功率激光技术的发展，对光学元件的加工与检验提出了更为苛刻的要求。仅凭目测的方法已不能满足要求。

大口径精密光学元件表面的疵病需要满足国家标准的II级标准，疵病的检测不能像检验表面粗糙度那样采用抽样取平均之类的方式，而必须查找元件有效孔径内的所有可能的疵病。

表面疵病对于入射激光会产生散射，散射信号包含了疵病的类型和尺寸等非常丰富的信息，通过暗场收集疵病的散射光，并对各个方位角的散射信号进行分析，可以实现表面疵病的定位，分类，分级。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大口径钕玻璃表面疵病的激光散射检测装置，实现光学平面表面疵病的定位、分类和分级。

本实用新型的具体技术解决方案如下：

一种大口径钕玻璃表面疵病的激光散射检测装置，包括置放待测光学元件的X-Y精密步进平台，采用两束激光分别从垂直与倾斜两个方向聚焦照射待测光学元件的平面表面，产生的散射光通过多个光电探测器在不同方位角收集，转化为电信号后输入计算机，计算机通过步进电机驱动所述的X-Y精密步进平台带动待测光学元件，进行扫描测量，将测量的散射光信号与计算机数据库中已知的光学平面表面标准疵病的散射光信号进行比对，以实现光学平面表面疵病的定位、分类与分级。

一种大口径钕玻璃表面疵病的激光散射检测装置，其特征在于包括：

一供置放待测光学元件的X-Y精密步进平台；

在所述X-Y精密步进平台的法线方向和待测光学元件的上方，自下而上同光轴地依次设置第二平面反射镜、散射光收集光阑、散射光收集物镜、光纤组收集器，该光纤组收集器位于所述的散射光收集物镜的后焦面，该光纤组收集器所收集的多路散射光信号经光纤组引入光电探测器阵列转化为多路电信号，所述的第二平面反射镜与所述的法线方向呈45°；

一激光器，沿该激光器发出的激光束的方向同光轴地依次设置法拉第隔离器、扩束透镜、准直透镜、聚焦透镜、分光镜和第一平面反射镜，所述的分光镜的分光面与所述的激光束成45°，所述的激光束被所述的分光镜分成反射光束和透射光束，该透射光束经第一平面反射镜反射后倾斜地聚焦在所述的待测光学元件的平面表面上，该反射光束经第二平面反射镜反射后垂直地聚焦在所述的待测光学元件的平面表面上，该两照射光束在所述的待测光学元件的平面表面上共焦斑；

一台计算机，所述的光电探测器阵列收集的散射光信号转化为多路电信号，经过整形滤波后由高速数据采集卡输入该计算机(18)；该计算机的控制端接驱动模块，该驱动模块在该计算机的控制下通过步进马达驱动所述的X-Y精密步进平台运动。

在所述的第一平面反射镜反射后反射光束的倾斜地照射所述的待测光学元件的透射方向和反射方向设有光陷阱，在所述的第二平面反射镜反射后的反射光束垂直地照射所述的待测光学元件的透射方向亦设有光陷阱。

所述的光纤组收集器具有多个分散的散射光收集点，该多个分散的散射光收集点呈中心对称分布。

所述的散射光收集光阑是一具有中心孔的圆环，贴设在所述的散射光收集物镜上，将散射光收集物镜分成周围宽通道和中间窄通道。

所述的X-Y精密步进平台具有一定的Z向可调节能力，以便检测不同厚度的光学元件时，入射激光的焦斑始终位于待测光学元件的平面表面。