[发明专利]亚表面的成像装置

说明书

一种亚表面的成像装置，用于对具有相背设置的相互分离的第一表面和第二表面的待成像件进行成像，其中所述成像装置包括：光源组件，所述光源组件适宜于产生照明光，所述照明光至少在发散面内具有预设发散角，其中所述发散面垂直所述第一表面或第二表面中至少一个；所述照明光耦合入所述待成像件中以形成波导光，所述波导光在所述第一表面和所述第二表面之间以导波模式传播；所述波导光经待成像件中的目标物散射后被采集以成像。所述成像装置利用波导光进行成像能够提高光强改善成像效果、降低成像难度，而且所形成波导光能够实现多角度、大面积成像，从而有利于降低成像难度、提高成像速度和效率。

技术领域

本发明涉及成像领域，特别涉及一种亚表面的成像装置。

背景技术

大型高功率激光装置如美国国家点火装置、法国兆焦耳激光装置以及中国神光系列装置等通常都需要使用一定数量的大口径光学元件。光学元件的缺陷不仅影响了其长期稳定性、镀膜质量和面形精度，而且直接降低了光学系统的抗激光损伤阈值，影响了其光束质量和使用寿命。对光学元件的亚表面成像，特别是针对亚表面缺陷的表征方法，能够有效地检测光学元件内的缺陷，从而显得尤为重要。

目前亚表面缺陷的表征方法可以分为两大类：有损探测法和无损探测法。相对于有损探测法，无损方法更为迅速，效率更高。常用的无损探测亚表面缺陷的方法主要有：共聚焦显微技术、光学相干层析技术以及全内反射显微技术等。共聚焦显微技术探测亚表面缺陷时必须做逐点扫描，效率很低；另外，其工作于荧光模式时，样品在抛光过程中必须引入荧光物质。光学相干层析技术的深度分辨率依赖于光源的相干长度，其典型的纵向分辨率为十几微米，难以用来表征熔石英等光学元件的亚表面缺陷。全内反射显微装置由全内反射照明单元与显微单元组成，具有结构简单、成本低、容易实现大面积快速检测及在线检测等优点。

全内反射照明单元所产生的光波在待检测的透明介质中以导波模式(guidedmode)进行传播时，在透明介质界面的隐失波(Evanescent wave)对透明介质表面的微小缺陷非常敏感；当表面缺陷的几何尺度达到或超过光波长度时，隐失波的正常传播就会受到严重破坏，从而产生明显的散射光。因此导波模式的光波对透明介质表面进行照明，可以探测几何尺度小至光波长度的微小缺陷，灵敏度非常高。

但是现有采用全内反射原理实现亚表面成像的装置，往往存在成像难度大、速度慢、效率低的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种亚表面的成像装置以实现多角度、大面积成像，从而提高成像效率。

为解决上述问题，本发明提供一种亚表面的成像装置，用于对具有相背设置的相互分离的第一表面和第二表面的待成像件进行成像，其中所述成像装置包括：光源组件，所述光源组件适宜于产生照明光，所述照明光至少在发散面内具有预设发散角，其中所述发散面垂直所述第一表面或第二表面中至少一个；所述照明光耦合入所述待成像件中以形成波导光，所述波导光在所述第一表面和所述第二表面之间以导波模式传播；所述波导光经待成像件中的目标物散射后被采集以成像。

可选的，所述待成像件还包括：位于所述第一表面和第二表面之间的侧面，所述侧面与所述第一表面和第二表面均相交，所述照明光经所述侧面耦合入所述待成像件以形成波导光。

可选的，所述照明光无接触耦合入所述待成像件的侧面。

可选的，所述光源组件为点状光源组件、一维点阵光源组件或线状光源组件。。

可选的，所述光源组件为垂直所述发散面的一维点阵光源组件；或者，所述光源组件为垂直所述发散面的线状光源组件。

可选的，所述光源组件包括：发光模块，所述发光模块适宜于产生光线；耦合模块，所述耦合模块适宜于对所述发光模块所产生的光线整形以形成所述照明光。

可选的，所述耦合模块包括：光纤、光波导或柱状透镜中的至少一个。