[发明专利]一种自聚焦透镜折射率分布检测系统及方法

权利要求书

1.一种自聚焦透镜折射率分布检测系统，包括：激光器、空间滤波器、准直物镜、分束器、自聚焦透镜、显微成像系统、图像处理系统；其特征在于：所述的显微成像系统包括显微物镜和相机；所述的激光器产生的激光入射空间滤波器后形成发散光束；所述的准直物镜将发散光束准直成准直光束；准直光束透过分束器后入射至自聚焦透镜；所述的自聚焦透镜的前表面反射准直光束后形成参考光束，所述的自聚焦透镜的后表面反射形成测试光束，所述参考光束与测试光束产生的干涉条纹经分束器反射后，入射至显微成像系统，显微成像系统的显微物镜用于放大干涉条纹，并成像于相机；所述的图像处理系统对相机采集到的自聚焦透镜干涉条纹进行处理，通过解析干涉条纹信息得到自聚焦透镜折射率分布。

2.一种自聚焦透镜折射率分布检测方法，其特征在于：使用权利要求1所述的一种自聚焦透镜折射率分布检测系统进行检测；将待检测的自聚焦透镜放置于所述分束器后方，打开激光器使其产生平行光，使得光线经过空间滤波器滤波，再经过分束器后，照射在自聚焦透镜前后表面，经过自聚焦透镜前后表面反射为两束光线，形成干涉光路，经过分束器反射到显微成像镜头，最后由显微成像镜头将干涉条纹成像于相机上，交由图像处理系统解算；前后移动成像显微系统，使得显微物镜的焦面与自聚焦透镜表面重合，即对自聚焦透镜成清晰像，通过相机获得对应的干涉条纹；在后端图像处理系统采集图像，输入自聚焦透镜的中心折射率，所选择的激光器波长，自聚焦透镜的厚度，端面直径，中心折射率。

3.根据权利要求2所述的一种自聚焦透镜折射率分布检测方法，其特征在于：所述的干涉条纹为同心圆环，所述干涉条纹同心圆环的最外环由于条纹的密集叠加形成亮边缘，以所述同心圆环的圆心为圆环条纹中心，所述亮边缘为边界，边界包围的干涉条纹为有效掩模区域；对所述干涉条纹进行解算处理的步骤如下：首先以所述圆环条纹中心为起点，在所述有效掩模区域范围内，在多个方向上对图像截取一维灰度数组；其次以所述一维灰度数组起点开始对若干个所述一维灰度数组的峰谷灰度值进行固定灰度阈值搜索；然后在确定所述的若干个一维灰度数组的峰谷位置的基础上，对后续峰谷位置进行递推搜索，以此确定一维灰度数组所有的条纹峰谷位置，以所述一维灰度数组起点为零级条纹，确定每一个所述一维灰度数组峰谷位置的整数级条纹级数；最后以相对灰度值确定每两个相邻位置峰谷之间的小数级条纹级数，结合所述的整数级条纹级数和所述的小数级条纹级数，得到所述一维灰度数组的条纹级数分布，最后通过公式计算出所述干涉条纹光程差，进而计算出自聚焦透镜的折射率分布。