[发明专利]大口径曲面光学元件微缺陷修复用可微调显微检测装置

说明书

技术领域

本实发明涉及一种曲面微缺陷检测装置。

背景技术

大口径熔石英光学元件以其优良的光学性能，作为强激光输出的核心光学元件，在激光核聚变装置中起着非常重要作用。然而，熔石英光学元件在超精密机械加工及其高能激光打靶过程中，其表面容易产生尺度为几十微米到亚毫米量级的裂纹、凹坑、烧蚀点等微缺陷。这些微缺陷会造成熔石英光学元件激光损伤阈值的急剧下降，在后续的高能激光打靶过程中，微缺陷的尺寸会急剧增长，并最终导致整块光学元件破坏。由于微缺陷的尺寸过小，且要对其进行识别与定位，用于后续工序的激光修复，因此需要使用高倍显微镜及其带有微调机构的装置进行检测。对于大口径熔石英曲面光学元件，其尺寸为430mm×430mm，微缺陷分布在光学元件不同区域，需对其表面进行全口径的识别与定位，因此需要采用效率更高的线阵CCD进行快速扫描检测，而由于该光学元件是曲面类零件，需要在Z轴方向进行缺陷检测、监控CCD等的位置精确调整与控制。

发明内容

本发明是为了解决大口径光学元件表面微缺陷的快速识别的定位精确度差的问题。针对光学元件表面上所有微缺陷点需要进行快速扫描处理、实时监测时垂直于工件方向的位置应精确调整与控制问题，提出了一种大口径曲面光学元件微缺陷修复用可微调显微检测装置。

本发明所述的大口径曲面光学元件微缺陷修复用可微调显微检测装置，该装置包括暗场检测单元、明场监测单元、光谱共焦精确测距单元和微系统安装板；

所述光谱共焦精确测距单元包括光谱共焦测距仪、光学X轴精密微调滑台、测距过渡板、测距V型块夹具和测距夹紧装置；

光学X轴精密微调滑台的底面固定在微系统安装板的上表面，光学X轴精密微调滑台通过螺钉与测距过渡板的下表面固定连接，测距过渡板的上表面通过螺钉与测距V型块夹具的底面固定连接，测距V型块夹具的下部为梯形件，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型块夹具的上方设有测距夹紧装置；

所述测距夹紧装置与两根圆柱配合对放置在测距V型块夹具V型槽内的光谱共焦测距仪进行夹紧，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穿出；

明场监测单元包括光学YZ轴精密微调滑台、明场监测过渡板、明场监测V型块夹具、明场监测面阵CCD和明场夹紧装置；

光学YZ轴精密微调滑台的底面固定在微系统安装板的上表面，光学YZ轴精密微调滑台通过螺钉与明场监测过渡板的下表面固定连接，明场监测过渡板的上表面通过螺钉与明场监测V型块夹具的底面固定连接，明场监测V型块夹具的下部为梯形件，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型块夹具的上方设有明场夹紧装置；

所述明场夹紧装置与两根圆柱配合对放置在明场监测V型块夹具V型槽内的明场监测面阵CCD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穿出；

暗场检测单元包括光学XZ轴精密微调滑台、暗场检测过渡板、暗场检测V型块夹具、暗场检测线阵CCD、暗场光源和暗场夹紧装置；

光学XZ轴精密微调滑台的底面固定在微系统安装板的上表面，光学XZ轴精密微调滑台通过螺钉与暗场检测过渡板的下表面固定连接，暗场检测过渡板的上表面通过螺钉与暗场检测V型块夹具的底面固定连接，暗场检测V型块夹具的下部为梯形件，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型块夹具的上方设有暗场夹紧装置，所述暗场夹紧装置与两根圆柱配合对放置在暗场检测V型块夹具V型槽内的暗场检测线阵CCD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穿出；

暗场光源设置在暗场检测单元和明场监测单元之间，暗场光源的轴线方向与暗场检测线阵CCD的轴线成M度夹角，暗场光源的光线射向暗场检测线阵CCD15的焦平面，且位于暗场检测线阵CCD所检测的视野内，所述M小于90度。