[发明专利]透射光学元件疵病测试装置及方法

说明书

为了解决传统测试方法耗时耗力、对光学元件内部的疵病测量受限的弊端，本发明提供了一种透射光学元件疵病的测试装置及方法，其中装置包括激光器、准直镜、定焦镜头、CCD、移动机构和采集控制计算机；所述准直镜设置在激光器的输出光路上；所述定焦镜头和CCD刚性连接组成成像系统，成像系统的监视面通过定焦镜头和CCD感光面成共轭关系；所述成像系统固定在移动机构上；所述移动机构与采集控制计算机相连。

技术领域

本发明属光学领域，涉及光学元件疵病的测试方法与装置，尤其涉及激光光路中透射式大口径平板与楔板表面、亚表面及内部疵病位置的测试方法与装置。

背景技术

神光Ⅲ主机装置中大量使用平板与楔板光学元件，平板与楔板疵病会使元件在较低的通量下产生损伤，激光诱发的损伤会使元件的损伤加速，同时引起装置的光束质量变差，影响装置的输出能量和聚焦特性，在后续光路中产生热像，引起新的损伤，使打靶的能量下降，危害极大。因此，装置中平板与楔板中疵病的控制十分重要。

传统测试方法：

方法1，目视法，借助低倍放大镜观察平板与楔板表面、亚表面及内部的疵病，该方法对大口径的元件进行测试时，人眼长时间观察容易引起视力疲劳，测量置信度较低，该方法耗时耗力，效率低下。

方法2，显微成像法，采用移动扫描机构承载大口径光学元件，采用LED照明，采用暗场成像，由CCD显微系统测试光学元件的疵病，此方法受显微系统视场和工作距的限制，只能测试光学元件表面或亚表面的疵病，对光学元件内部的疵病测量受限，同时采用显微系统，视场较小，测量时采用扫描方式耗时较长。

发明内容

为了解决传统测试方法耗时耗力、对光学元件内部的疵病测量受限的弊端，本发明提出了一种透射光学元件疵病测试方法及装置，能对大口径透射式光学元件表面及内部疵病进行快速检测。

本发明的技术解决方案如下：

透射光学元件疵病的测试装置，其特殊之处在于：包括激光器、准直镜、定焦镜头、CCD、移动机构和采集控制计算机；所述准直镜设置在激光器的输出光路上；所述定焦镜头和CCD刚性连接组成成像系统，成像系统的监视面通过定焦镜头和CCD感光面成共轭关系；所述成像系统固定在移动机构上；所述移动机构与采集控制计算机相连。

为提高检测效率，实现自动化测试，上述测试装置还包括载物台和扫描机构；所述载物台用于放置和固定待测光学元件；所述扫描机构用于整体移动载物台和待测光学元件；所述扫描机构与所述采集控制计算机相连。

采用上述测试装置检测透射光学元件疵病的方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1)开启激光器1，将激光注入准直镜进行准直；

2)使准直后的激光束照射被测光学元件的某一待测试区域；

3)观察成像系统的图像，若出现衍射图样，则表明被测光学元件当前被照射区域处有疵病，进入步骤4)；

4)沿轴向调整移动机构的位置使衍射环由大变小直至衍射环消失，此时成像系统的监视面与被测光学元件的疵病位置重合；

5)移动被测光学元件，使激光束通过被测光学元件口径的下一个测试区域，采用步骤3)～4)相同的方法对该区域进行测试；

6)重复步骤3)至步骤5)，直至完成整个光学元件所有区域的测试；

7)将所有测试区域中存在疵病的位置数据进行拼接，得到整个光学元件的空间缺陷信息。

上述步骤5)中将待测光学元件放置在载物台上，采用扫描机构整体移动载物台和待测光学元件。

本发明的优点在于：