[发明专利]基于干涉显微的微球面缺陷检测装置及其检测方法

摘要

本发明公开了一种基于干涉显微的微球面缺陷检测装置及其检测方法，利用两个一致的显微物镜搭建改进的偏振型Linnik干涉显微系统，首次将凹球面反射镜作为标准参考镜，采用短相干激光器结合迈克尔逊干涉结构产生一对相位延迟的正交偏振光作为光源，通过匹配偏振型Linnik干涉仪干涉腔的相位差，补偿参考光与测试光之间的位相延迟，利用PZT空域移相采集四幅移相量依次相差的干涉图，通过移相算法求解得到表面缺陷的信息。本发明提出的装置成像质量好，条纹对比度高，且系统简单可靠，适用于不同直径的微球检测。

主权项

1.一种基于干涉显微的微球面缺陷检测装置，其特征在于：包括短相干激光器(1)、半波片(2)、直角棱镜(3)、第一偏振分光棱镜(4)、第一角锥棱镜(5)、PZT移相器(6)、第二角锥棱镜(7)、延迟平移台(8)、光纤耦合器(9)、单模保偏光纤(10)、光纤法兰(11)、分光棱镜(12)、对点毛玻璃(13)、平移台(14)、补偿镜(15)、第二偏振分光棱镜(16)、第一λ/4波片(17)、第一显微物镜(18)、第二λ/4波片(20)、第二显微物镜(21)、参考镜(22)、偏振片(23)、管镜(24)和CCD相机(25)；直角棱镜(3)的反射面与第一偏振分光棱镜(4)的分光面平行，第一角锥棱镜(5)设置于PZT移相器(6)的运动端面上，第二角锥棱镜(7)设置于延迟平移台(8)上，光纤法兰(11)、分光棱镜(12)、对点毛玻璃(13)设置在平移台(14)上；短相干激光器(1)的出射激光经半波片(2)垂直入射至直角棱镜(3)，直角棱镜(3)的反射面将其转向后入射至第一偏振分光棱镜(4)，并与第一偏振分光棱镜(4)的分光面呈45°角入射，在第一偏振分光棱镜(4)的分光面分成偏振方向相互垂直的参考光与测量光，第一偏振分光棱镜(4)的透射光作为参考光入射至第一角锥棱镜(5)，经第一角锥棱镜(5)反射的光再经第一偏振分光棱镜(4)透射后入射至光纤耦合器(9)；第一偏振分光棱镜(4)的反射光作为测量光入射至第二角锥棱镜(7)，经第二角锥棱镜(7)反射后，再与第一偏振分光棱镜(4)的分光面呈45°角入射至第一偏振分光棱镜(4)，经第一偏振分光棱镜(4)反射后入射至光纤耦合器(9)；偏振方向相互正交的测量光与参考光经光纤耦合器(9)耦合入单模保偏光纤(10)，通过光纤法兰(11)出射，经过分光棱镜(12)与补偿镜(15)后入射至第二偏振分光棱镜(16)，并与第二偏振分光棱镜(16)的分光面呈45°角入射，测量光在第二偏振分光棱镜(16)的分光面反射后依次经过第一λ/4波片(17)、第一显微物镜(18)到达被测微球(19)表面，经被测微球(19)反射后再经过第一显微物镜(18)、第一λ/4波片(17)到达第二偏振分光棱镜(16)，其中一部分测量光经第二偏振分光棱镜(16)的分光面反射后再经过补偿镜(15)入射至分光棱镜(12)，并与分光棱镜(12)的分光面呈45°入射，经分光棱镜(12)的分光面反射后汇聚在对点毛玻璃(13)前表面，另一部分测量光透过第二偏振分光棱镜(16)后依次经过偏振片(23)、管镜(24)到达CCD相机(25)靶面，参考光透过第二偏振分光棱镜(16)后依次经过第二λ/4波片(20)、第二显微物镜(21)到达参考镜(22)表面，经参考镜(22)反射后再经过第二显微物镜(21)、第二λ/4波片(20)到达第二偏振分光棱镜(16)，其中一部分测量光透过第二偏振分光棱镜(16)后经过补偿镜(15)入射至分光棱镜(12)，并与分光棱镜(12)分光面呈45°入射，经分光棱镜(12)的分光面反射后汇聚在对点毛玻璃(13)前表面，另一部分测量光经过第二偏振分光棱镜(16)的分光面反射后依次经过偏振片(23)、管镜(24)到达CCD相机(25)靶面，并与测量光发生干涉。