[发明专利]基于非线性全息热像的玻璃气泡检测装置和方法

说明书

一种基于非线性全息热像的光学玻璃气泡检测装置和方法，包括激光器，沿该激光器输出的激光方向依次是空间滤波器、准直透镜、非线性介质、光电探测器，所述的光电探测器的输出端与所述的计算机的输入端相连。本发明能对光学玻璃的气泡进行实时、高效、精密的检测。

技术领域

本发明涉及光学玻璃加工技术领域，具体为一种基于非线性全息热像的玻璃气泡检测装置和方法。

背景技术

光学玻璃可以做成棱镜、透镜、滤光片等各种光学元件，在成像领域、高功率激光装置等领域内有着不可替代的重要应用。受制于加工工艺的局限性，光学玻璃会引入气泡。这些气泡直接影响着由光学玻璃构成的光学仪器的表现。因此，光学玻璃的气泡度是重要的质量指标。

现有的光学玻璃气泡的光学检测方法，多是人工将光学玻璃对准光源，通过肉眼或借助光电探测器对其进行检测、分辨。然而，这些方法对操作人员的经验提出了较高要求，并且光学玻璃中的气泡对光束更多的是产生相位上的调制，人眼或光电探测器难以实现高对比度的分辨。尤其对于较小的气泡，检测效率与检测精度较低。一些基于显微技术检测方法可以对光学玻璃进行足够精密的检测。但是，高倍数的显微镜意味着较短的物距，因此显微方法在想要实现精密检测的时候，无法对厚光学玻璃进行有效的检测。还有一些基于干涉或衍射的检测方法，但是，这些方法引入了过多高质量要求的光学元件，对环境稳定性也提出了极高的要求，从而极大提高了检测成本。因此，如何对光学玻璃气泡进行易于实现、结构简单、高效率、高对比度的检测，是玻璃制造业的需求之一。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种基于非线性全息热像的玻璃气泡检测装置和方法。该方法通过对待测光学玻璃的热像面的光场信息进行采集，能对光学玻璃的气泡进行实时、高效、精密的检测。

本发明的技术解决方案如下：

一种基于非线性全息热像的光学玻璃气泡检测装置，其特点在于，包括激光器，沿该激光器输出的激光方向依次是空间滤波器、准直透镜、非线性介质、光电探测器，所述的光电探测器的输出端与所述的计算机的输入端相连。

利用上述基于非线性全息热像的光学玻璃气泡检测装置对光学玻璃气泡检测方法，其特点在于，该方法包括下列步骤：

1)在一个平台上设置所述的装置，依次激光器、空间滤波器、准直透镜、非线性介质、光电探测器和计算机，将所述的待测光学玻璃置于所述的准直透镜和所述的非线性介质之间，调整所述的空间滤波器、准直透镜、待测光学玻璃、非线性介质和光电探测器，使所述的激光器输出的激光通过所述的空间滤波器之后的光束被焦距为f的准直透镜准直为平行光束，准直之后的平行光束照射所述的待测光学玻璃，所述的光电探测器放置在光学玻璃的热像面处，即所述的待测光学玻璃与所述的非线性介质的距离为d₁，所述的非线性介质与所述的光电探测器之间的距离为d₂，且d₁＝d₂，即所述的光电探测器位于待测光学玻璃的全息热像面处，所述的光电探测器的输出端与所述的计算机的输入端相连；

2)所述的光电探测器探测全息热像面的光场分布，输入所述的计算机；

3)所述的计算机输出全息热像面的光场分布，即得知所述的待测光学玻璃中的气泡信息。

所述的空间滤波器同准直透镜构成扩束系统，使得通过准直透镜之后的光束为平行光束。

所述的空间滤波器，将激光器出射的激光的高频成分滤去，从而获得一个均匀的光场。

所述的空间滤波器和准直透镜构成的扩束系统，可以是扩束器等可以将激光器出射激光调制为平行光束的器件。

所述的光电探测器放置在待测光学玻璃的热像面处。