[实用新型]基于透射型补偿数字全息术的光学元件表面疵病检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学检测领域，特别是基于透射型补偿数字全息术的光学元件表面疵病检测装置。

背景技术

光学元件表面疵病是由于元件表面在抛光过程中磨制不均匀所产生的，其表现为元件表面上存在一系列划痕或麻点，其会影响光学成像系统的成像质量并危害高功率激光系统的安全正常运行。光学元件表面疵病的检测结果是判断光学元件合格与否的重要指标之一。目前，在工程检测任务中，主要采用基于暗场散射成像法研制的设备仪器对于光学元件表面疵病进行定量检测，相关设备仪器可以对表面疵病的横向尺寸(划痕的宽度、长度，以及麻点的直径)进行定量测量，然而其不能获得表面疵病的纵向深度，截面形状等形貌信息，实现对于光学元件表面疵病的三维形貌检测，这不利于更加深入地了解和分析表面疵病对光学装置性能的影响。因此，在光学元件表面疵病的定量检测中，表面疵病三维形貌的精确测量具有重要意义。

依据现有的检测技术，可以利用白光干涉(WFL)光学轮廓仪或原子力显微镜(AFM)对光学元件表面疵病的形貌结构进行检测，但是这两种方法均存在测量速度缓慢，测量视场较小的缺点，无法适用于对元件表面疵病的实时快速、全场定量化检测。表面轮廓仪具有较高的检测精度，可以获得200nm量级的横向分辨率及nm量级的轴向分辨率，但测量视场较小，通常为毫米量级，且测量速度比较缓慢，其需要在测量过程中使用压电陶瓷(PZT)进行多步机械移相记录多帧图像；原子力显微镜的分辨率可以达到nm量级，但其测量视场一般只能在微米量级，且在测量过程中需要对元件表面进行逐点扫描，这一方面使得测量速度非常缓慢，另一方面探针有可能在测量过程中触碰元件表面而造成元件损伤；现有技术利用分光棱镜将光分为反射平行光和透射平行光，形成光程不同的两条光路，最终穿过待测样品的反射平行光和直接照射到CCD相机上的透射平行光形成干涉图案，但部分相位畸变的高频信息将会在传播过程中损失，从而不能够被干涉记录，会直接影响样品形貌重建结果的横向分辨率，致使待测样品表面疵病的检测精度较低。

实用新型内容

本实用新型克服了现有技术的不足，提供基于透射型补偿数字全息术的光学元件表面疵病检测装置，通过在检测光路中设置显微物镜，利用显微物镜对表面疵病起伏引起的波前相位畸变中的高频信息进行收集，将尺寸微小的光学元件表面疵病放大成像在CCD相机的靶面上，有效解决了部分相位畸变的高频信息在传播过程中损失的问题，提高对于测试样品表面疵病的检测精度。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案概述如下：

基于透射型补偿数字全息术的光学元件表面疵病检测装置，它包括激光器、CCD相机及计算机，它还包括光学系统；所述激光器设置在光学系统的光入射端，所述CCD相机设置在光学系统的光射出端,所述CCD相机与计算机电联接；所述光学系统包括依次设置的第一显微物镜、针孔、透镜、第一分光棱镜、第一反射镜、第二反射镜、第二显微物镜、第二分光棱镜；所述第一分光棱镜与第二分光棱镜之间设置有可调衰减器和第三显微物镜；

细激光束由激光器发出，穿过第一显微物镜和针孔变为球面光束，球面光束穿过透镜变为平行光束后经过第一分光棱镜分为反射平行光和透射平行光；所述反射平行光经过第一反射镜和第二反射镜反射后，垂直透射经过测试样品，再穿过第二显微物镜到达第二分光棱镜,经第二分光棱镜反射，到达CCD相机；所述透射平行光由可调衰减器调节光强后，经第三显微物镜和第二分光棱镜透射后到达CCD相机。

作为本实用新型的优选方案，所述针孔位于第一显微物镜的焦点上。

作为本实用新型的优选方案，所述透镜的焦点位于针孔上。

作为本实用新型的优选方案，经过第一分光棱镜反射后的光束与经过第二反射镜反射后的光束平行。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：