[实用新型]透明光学元件表面缺陷的检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学材料的缺陷检测领域，具体是一种透明光学元件表面缺陷的检测装置，该方法和装置可以用于光学表面及亚表面缺陷的快速检测，特别适用于大口径光学元件，比如用于激光约束惯性核聚变系统的米级尺度光学元件。 

背景技术

透明光学材料是各类光学系统中非常重要的元件。常用的透明光学材料有各类玻璃，熔融石英，以及各种晶体材料。透明光学元件在很多光学系统里使用时，常常会在表面镀上诸如增透膜或高反膜等一些薄膜层，有时也会与其他光学元件材料紧密贴合，实现某些特定功能。以上这些应用都对相关光学材料的特性提出了很高要求，如材料表面要具有很高的光学平整度，没有污染，表面及亚表面无超标缺陷等。而相关元件的生产加工要经过多道工序，在加工过程中不可避免的会产生各种污染和缺陷。这些污染和缺陷的尺度很多都在微米量级、亚微米甚至纳米量级，普通肉眼检测方法无法有效识别。研发快速、高灵敏度的污染和缺陷检测方法因此非常必要。 

常用的表面缺陷检测方法有明场成像技术，即利用光束照明材料上的待检测区域，由材料反射或透射的光束经过成像系统，这样就获得了的待检测区域的图像。通过分析图象来识别缺陷。这种技术对透明光学材料来讲，有一定的局限性。因为材料具有很好的光学透明性，当缺陷尺度较小时，引起经过缺陷位置的光束的变化也较小，这样与经过无缺陷区域的光束对比度也较小，在图象上很难识别，即采用明场成像技术，分辨率受到限制，对较微小的缺陷无法有效识别。 

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种透明光学元件的表面缺陷的快速检测装置，利用照明光束在样品内部的多次全反射实现对多区域的同时照明，利用一套或多套成像系统进行暗场成像，即解决了利用明场成像技术来进行透明光学元件缺陷检测对比度低、分辨率受限制、不能有效识别微小缺陷的问题，也提高了对大口径光学元件，比如用于激光约束惯性核聚变系统的米级尺度光学元件的检测效率。 

本实用新型的技术方案为： 

透明光学元件表面缺陷的检测装置，包括有照明光源，设置于照明光源发射端和透明光学元件入射侧面之间的照明光束整形处理装置，相对透明光学元件表面设置的成像检测系统。

所述的透明光学元件表面缺陷的检测装置还包括有相对透明光学元件出射侧面设置的照明光束吸收装置。 

所述的透明光学元件表面缺陷的检测装置还包括有设置于成像检测系统后端的图像采集处理终端。 

所述的成像检测系统包括有成像装置和探测装置，所述的探测装置设置于成像装置的后端。 

所述的成像检测系统为一套或多套，多套成像检测系统分别相对透明光学元件表面的不同区域设置。 

所述的成像装置选用透镜或透镜组；所述的探测装置选用CCD相机。 

本实用新型的优点： 

（1）、本实用新型采用内全反射式的照明方式结合暗场成像技术来进行透明光学元件样品表面及亚表面的缺陷检测，由于照明光束完全被束缚在透明光学元件样品里面，只有缺陷引起的散射光和折射光能够进入探测系统，这样避免了杂散光对检测的干扰，大幅度提高了缺陷检测灵敏度；

（2）、本实用新型采用暗场成像的方式，相对明场成像的方式，所获得的缺陷区域与无缺陷区域的图像的对比度得到很大增强，辨识度更高；

（3）、本实用新型采用内全反射照明的方式，透明光学元件样品上多个区域同时获得照明，这样可以采用多套成像检测系统对照明区域进行并行检测，大幅度提高检测速度和检测效率。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图，其中，1为照明光源，2为照明光束整形处理装置，3为透明光学元件，4为照明光束吸收装置，5为成像装置，6为探测装置，7为图像采集处理终端。 

图2是本实用新型实现前、后表面完全照明的扫描示意图一。 

图3是本实用新型实现前、后表面完全照明的扫描示意图二。 

图4是本实用新型具体实施例中的结构示意图，其中，1为照明光源，2为照明光束整形处理装置，3为透明光学元件，4为照明光束吸收装置，5为第一成像装置，6为第一探测装置，7为图像采集处理终端, 8为第二成像装置，9为第二探测装置。 

具体实施方式

见图1，透明光学元件表面缺陷的检测装置： 

包括有照明光源1，设置于照明光源1发射端和透明光学元件3入射侧面之间的照明光束整形处理装置2，设置于透明光学元件3表面附近的成像检测系统，设置于成像检测系统后端的图像采集处理终端7，相对透明光学元件3出射侧面设置的照明光束吸收装置4；