[发明专利]一种光学元件面散射缺陷探测装置

说明书

本申请提供一种光学元件面散射缺陷探测装置，包括载物台、照明系统及成像系统，其中，载物台用于承载和移动待测光学元件，以使待测光学元件的被测位置位于成像系统的视场中心，照明系统包括固定架和多个发光单元，固定架在载物台所在平面的投影的中心落在载物台，多个发光单元固定于固定架，以使多个发光单元发出的光会聚于被测位置，成像系统用于拍摄被测位置。本申请提供的光学材料面散射缺陷探测装置可实现对光学元件表面散射缺陷进行多角度照明，可在提高表面散射缺陷成像质量的同时大大降低缺陷的漏检概率。

技术领域

本申请涉及光学检测领域，尤其涉及一种光学元件面散射缺陷探测装置。

背景技术

加工、包装、运输等环节会导致光学元件表面产生划痕、坑洞、污染等缺陷，这些缺陷会降低光学元件的光传输和损伤性能，严重时会导致光场的严重畸变及下游光学元件的损伤。因此，在元件使用之前对元件表面状态的检测就显得至关重要了。划痕、坑洞以及部分附着的污染物有一个共同特点，就是它们会对入射光产生散射，利用这一点可以对其进行探测，根据散射探测结果可以确定缺陷的类型、尺度、密度及分布情况。散射缺陷表征结果对于评价材料质量，光学元件选材等都具有重要参考价值。

缺陷对光的散射实际是缺陷内部各个微小反射面对光的反射的总和。划痕、坑洞等缺陷的形状是不规则的，它们的形成原因也不一样，导致不同缺陷内部反射面的取向不同，而反射面取向决定了如果光从某些角度照射的话可能无法照到这些面上，没有散射的话也就无法“看到”它们的存在了。大量的实验结果证明，这种情况是普遍存在的，也就是说单一照明方向会导致很多缺陷漏检，有必要从多角度照明，以实现对面散射缺陷较为全面的探测。

目前表面散射缺陷的检测多采用LED白光光源照明，多个光源排列在与镜头等距的圆周上，由透镜将所有光束会聚于中心一点(元件表面)。这种结构的问题在于：(1)缺陷的内部结构极具随机性，光源仅分布在与镜头等距的圆周上，照射角度不足以实现对表面所有散射缺陷进行有效的照射，存在一定的漏检概率；(2)LED为白光光源，实验表明采用激光光源对散射缺陷照明成像效果比前者更为锐利、清晰；(3)不同元件由于散射缺陷成因不同，因此最佳照射方向也会有所不同，将光源位置固定会导致检测装置适应性变差。

发明内容

鉴于上述情况，本申请提出一种光学元件面散射缺陷探测装置，以对光学元件表面散射缺陷进行更清晰、更全面的探测。

本申请提供一种光学元件面散射缺陷探测装置，包括载物台、照明系统及成像系统，其中，载物台用于承载和移动待测光学元件，以使待测光学元件的被测位置位于成像系统的视场中心，照明系统包括固定架和多个发光单元，固定架在载物台所在平面的投影的中心落在所述载物台，多个发光单元固定于固定架，以使多个发光单元发出的光重合于被测位置，成像系统用于拍摄被测位置。

在一种实施方式中，成像系统包括图像传感器和成像镜头，图像传感器和成像镜头电气连接，固定架具有顶点，成像镜头自顶点沿着顶点的垂线方向朝向述载物台。

在一种实施方式中，被测位置位于成像系统的成像面。

在一种实施方式中，固定架为半球状结构或者小半球状结构，载物台位于半球状结构的球心。

在一种实施方式中，固定架的材料为金属或塑料。

在一种实施方式中，固定架包括多条经线和多条纬线，多条经线和多条纬线的交点形成多个固定位，以将多个发光单元固定于不同的经度和纬度。

在一种实施方式中，每个固定位最多固定一个发光单元，发光单元的数量等于或者少于固定位的数量。

在一种实施方式中，发光单元的数量、高度和照明角度均可调节。

在一种实施方式中，发光单元为激光光源。

在一种实施方式中，激光光源为半导体激光二极管或光纤激光器。