[发明专利]暗场成像结合空间移相干涉的微球缺陷检测装置及方法

权利要求书

1.暗场成像结合空间移相干涉的微球缺陷检测装置，其特征在于，包括：激光器(1)、λ/2波片(2)、4f扩束系统(3)、高倍显微物镜(4)、针孔反射镜(5)、D形反射镜(6)、第一准直透镜(7)、λ/4波片(8)、分光棱镜(9)、显微物镜(10)、成像透镜(12)、掩膜板(13)、成像CCD(14)、第二准直透镜(15)、分光棱镜组(16)、波片组(17)、检偏器(18)和大面阵高速相机(19)，

激光器(1)、λ/2波片(2)、4f扩束系统(3)、高倍显微物镜(4)和针孔反射镜(5)沿同一光轴依次排布，分光棱镜(9)位于针孔反射镜(5)的镀膜侧，分光棱镜(9)位于针孔反射镜(5)法线下方、且分光棱镜(9)的分光面与针孔反射镜(5)法线之间的夹角为50°，第一准直透镜(7)和λ/4波片(8)位于分光棱镜(9)与针孔反射镜(5)之间，高倍显微物镜(4)和第一准直透镜(7)的焦点均位于针孔反射镜(5)的针孔处，

显微物镜(10)位于分光棱镜(9)的透射光出光侧，显微物镜(10)、第一准直透镜(7)和λ/4波片(8)的光轴重合且该光轴与分光棱镜(9)的分光面夹角为45°，

成像透镜(12)、掩膜板(13)和成像CCD(14)依次位于分光棱镜(9)的反射光出光侧，成像透镜(12)的光轴与分光棱镜(9)的分光面夹角为45°，成像透镜(12)的焦点位于掩膜板(13)的遮光面上，

D形反射镜(6)位于针孔反射镜(5)的镀膜侧，D形反射镜(6)位于针孔反射镜(5)法线上方、且D形反射镜(6)的反光面与针孔反射镜(5)法线之间的夹角为42.5°，

第二准直透镜(15)、分光棱镜组(16)、波片组(17)、检偏器(18)和大面阵高速相机(19)依次位于D形反射镜(6)的反射光出光侧，第二准直透镜(15)的光轴与针孔反射镜(5)的法线垂直，经D形反射镜(6)反射后、第二准直透镜(15)的焦点位于针孔反射镜(5)的针孔处，分光棱镜组(16)用于将第二准直透镜(15)的出射光分为多束与第二准直透镜(15)的光轴平行的光束，波片组(17)的光轴、检偏器(18)的光轴和大面阵高速相机(19)的相面法线均与第二准直透镜(15)的光轴同向。

2.根据权利要求1所述的暗场成像结合空间移相干涉的微球缺陷检测装置，其特征在于，分光棱镜组(16)包括三个分光棱镜，一个分光棱镜与第二准直透镜(15)相邻、且该分光棱镜的分光面与第二准直透镜(15)的光轴平行，另外两个分光棱镜与波片组(17)相邻、且该分光棱镜的分光面与第二准直透镜(15)的光轴垂直。

3.根据权利要求1或2所述的暗场成像结合空间移相干涉的微球缺陷检测装置，其特征在于，还包括悬浮结构，被测微球(11)通过悬浮结构呈悬浮状态，被测微球(11)的球心与显微物镜(10)的焦点重合。

4.根据权利要求3所述的暗场成像结合空间移相干涉的微球缺陷检测装置，其特征在于，悬浮结构包括多孔基底和两个毛细驱动管，

多孔基底表面开有碗状凹槽，多孔基底向碗状凹槽开口方向输出气流，使得放置于碗状凹槽内的被测微球(11)与被测微球(11)之间形成气膜，

两个毛细驱动管能够为被测微球(11)提供两个不同方向的气流。

5.根据权利要求1或2所述的暗场成像结合空间移相干涉的微球缺陷检测装置，其特征在于，激光器(1)的出射线偏振激光波长为523nm，输出功率为300mw。

6.根据权利要求1或2所述的暗场成像结合空间移相干涉的微球缺陷检测装置，其特征在于，高倍显微物镜(4)的放大倍率为50倍，数值孔径为0.75。

7.根据权利要求1或2所述的暗场成像结合空间移相干涉的微球缺陷检测装置，其特征在于，针孔反射镜(5)表面反射膜直径为100μm，针孔直径为1μm。

8.根据权利要求1或2所述的暗场成像结合空间移相干涉的微球缺陷检测装置，其特征在于，显微物镜(10)的放大倍率为20倍，数值孔径为0.45，工作距离为3mm。