[发明专利]光学表面及亚表面吸收缺陷的高分辨率检测方法及装置

摘要

本发明公开了一种光学表面及亚表面吸收缺陷的高分辨率检测方法及装置，通过高度聚焦的泵浦激光照射样品来激发样品的红外辐射，同时利用泵浦激光所激发的红外辐射在特定波段对一些固体材料有一定穿透深度的物理特性来获得固体材料表面及亚表面对泵浦激光的光学吸收特性。通过扫描样品，该方法和装置可以在样品表面和亚表面区域内获得微米到亚微米量级的横向分辨率，适用于光热无损探伤、光热精密检测、光热显微成像与缺陷分析、特别是用于强激光系统内的光学元件缺陷检测等多个领域。

主权项

光学表面及亚表面吸收缺陷的高分辨率检测方法，其特征在于：包括有对光热红外辐射透明样品的检测和对光热红外辐射不透明样品的检测，对光热红外辐射透明的样品，其被检测的光热红外辐射波段在样品内的吸收深度远大于样品厚度；对光热红外辐射不透明的样品，其被检测的光热红外辐射波段在样品内的吸收深度远小于样品的厚度；（1）、对光热红外辐射透明样品的检测，包括有以下步骤：a、泵浦激光束经高倍数、高数值孔径聚焦系统聚焦到被测样品前表面，并进入到被测样品内部，在泵浦激光束传输的过程中，在焦深之内的前表面及前亚表面区域，泵浦激光束激发强的光热红外辐射，此强光热红外辐射通过被测样品后从被测样品后表面出射，而在焦深之外的样品内部区域，泵浦激光束将很快发散，同时其所激发的光热红外辐射将急剧减弱； b、从被测样品后表面出射的光热红外辐射通过红外滤波器，由红外辐射收集装置收集后进入红外探测系统上进行探测分析；（2）、对光热红外辐射不透明样品的检测，包括有以下步骤：a、泵浦激光束经过高倍数、高数值孔径光学聚焦系统聚焦到被测样品上，焦点位于样品后表面，在泵浦激光束传输的过程中，泵浦激光束在样品内部区域、后亚表面区域和后表面都激发了光热红外辐射，其中，后亚表面的探测深度为α‑1cm，其中α为能够透过红外滤波器的光热红外辐射在被测样品中的平均吸收系数；被测样品探测深度以外的内部区域激发的光热红外辐射因被被测样品本身吸收而几乎全部衰减，而在后亚表面区域和后表面激发的光热红外辐射将透过被测样品后表面；b、从被测样品后表面出射的光热红外辐射通过红外滤波器，由红外辐射收集装置收集后进入红外探测系统上进行探测分析。