[发明专利]一种大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置及方法

权利要求书

1.一种大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置，包括激光玻璃样本、激光发射器和剩余反射探测器，所述激光发射器设置在激光玻璃样本的入射光路上，所述剩余反射探测器设置在激光玻璃样本的出射光路上，其特征在于：该测量装置还包括精密定位和复位测量系统，所述精密定位和复位测量系统由视觉定位系统和位移传感器组成，用于对包边前后的激光玻璃样本进行定位和复位；所述激光玻璃样本固定在多自由度精密运动机构上，所述激光发射器固定在激光发射器运动机构上，所述剩余反射探测器固定在剩余反射探测器运动机构上。

2.根据权利要求1所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置，其特征在于：所述视觉定位系统包括CCD相机、成像镜头、照明光源和标定板；所述CCD相机、成像镜头、照明光源位于激光玻璃样本的同一侧，并沿着激光玻璃样本表面的法线方向对准激光玻璃样本的直角边，所述标定板位于激光玻璃样本的另一侧。

3.根据权利要求1所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置，其特征在于：所述位移传感器的数量为三个，分别位于激光玻璃样本的三个角上。

4.根据权利要求1所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置，其特征在于：所述多自由度精密运动机构具有六个空间自由度，分别是上下位移、前后位移、左右位移、俯仰调整、偏摆调整和旋转调整；所述激光发射器运动机构和剩余反射探测器运动机构均具有五个空间自由度，分别是上下位移、前后位移、左右位移、俯仰调整和偏摆调整。

5.根据权利要求1所述的大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置，其特征在于：该测量装置还包括数据处理系统，所述数据处理系统的输入端与激光发射器、剩余反射探测器以及精密定位和复位测量系统的输出端连接，所述数据处理系统的输出端与激光发射器运动机构、剩余反射探测器运动机构以及多自由度精密运动机构的输入端连接。

6.一种大口径激光玻璃包边剩余反射的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将包边前的激光玻璃样本固定在多自由度精密运动机构上，调节多自由度精密运动机构，使位于激光玻璃样本三个角上的位移传感器输出信号相等且为零，获得激光玻璃样本的四个直角边在空间的固定参考系上成的像，计算出激光玻璃样本的中心位置坐标；

（2）调节激光发射器运动机构，激光发射器以某一空间坐标将光强值为E1的测量激光束入射到激光玻璃样本上，测量激光束进入激光玻璃样本内部，经待包边界面反射后出射；

（3）采用折射和反射定律计算得到剩余反射探测器的空间坐标，剩余反射探测器运动机构根据该空间坐标进行自动调整，使从激光玻璃样本出射的测量激光束完全被剩余反射探测器接收，获得剩余反射探测器所探测的剩余反射测量激光束的光强值E2；

（4）改变激光发射器的空间坐标，重复步骤（2）、（3），以测量不同入射角度和不同位置点的包边剩余反射；

（5）将包边后的激光玻璃样本固定在多自由度精密运动机构上，调节多自由度精密运动机构，使位于激光玻璃样本三个角上的位移传感器输出信号相等且为零，并使获得的激光玻璃样本的四个直角边在空间的固定参考系上成的像以及计算出的激光玻璃样本的中心位置坐标与包边前的一致；

（6）将光强值为E1’的测量激光束通过激光发射器入射到激光玻璃样本上，调节激光发射器运动机构和剩余反射探测器运动机构，将激光发射器和剩余反射探测器的空间坐标设置为与包边前的一致，获得剩余反射探测器所探测的剩余反射测量激光束的光强值E2’；

（7）根据以下公式求得激光玻璃包边界面的剩余反射率：

R’=(E2’/E2)×(E1/E1’)×R

其中，R为包边前的激光玻璃样本待包边界面的反射率。