The invention discloses a phase defect detection system and method based on a reflective point diffraction interferometer. The system includes a point light source, phase components and imaging acquisition components; method is as follows: first, using fiber laser as a light source to produce a standard spherical wave, the spherical wave through a collimating lens to form a plane wave, and then use the parallel wave through measured optical components to obtain the phase information of defects; on the measured optical element behind according to the relationship between measuring element and the CCD target surface placed conjugate imaging lens in the focal point of the lens tilted a point diffraction plate, then the transmitted beam passing through the imaging lens to the reflective diffraction plate, the reference light and the reflected light plate diffraction test points on the CCD target surface overlay interferogram high density linear carrier, combined with non mirror imaging technology in interferogram phase demodulation, can obtain accurate information of defects. The invention can realize high-precision rapid scanning and defect type judgment of defects.
【技术实现步骤摘要】
一种基于反射式点衍射干涉仪的位相缺陷检测系统与方法
本专利技术属于光干涉测量仪器
,特别是一种基于反射式点衍射干涉仪的位相缺陷检测系统与方法。
技术介绍
材料的缺陷从视觉上来说可分为两大类,,即肉眼可以看到的和肉眼不能发现的(如透明材料的折射率不均匀性和厚度不一致)。肉眼可以看到的缺陷,称为振幅型缺陷;肉眼不能发现的缺陷称为位相缺陷,位相缺陷材料在加工成光学元件时,无论怎样按图准确加工,都不能成为合格产品。大功率光学系统装置中包含很多大口径光学元件,位相型缺陷与振幅型缺陷都是系统中常见的缺陷。其中,位相型缺陷振幅透过率均匀,会对光的相位进行调制,无法被传统光学元件探测到。位相型缺陷与振幅型缺陷在传统光学检测系统中表现出的差异很小,很难区别开来。而位相缺陷就像一个透镜一样,它的存在更有可能会造成光线会聚,在大功率激光系统中造成激光损伤。激光损伤一旦形成不仅会影响光束质量,而且所引入的光场调制可能会造成后续光学元件的损伤。同时激光损伤区域在强激光辐照下会发生损伤增长,降低了光学元件的使用寿命,甚至导致整个光学系统的瘫痪,带来巨大经济损失。因此,光学元件位相缺陷的相关技术研究至关重要。现有的检测位相缺陷的装置都只能检测纳米量级的缺陷,而能够导致激光损伤的缺陷大小尺寸则在0.05mm到5mm之间。近些年,位相缺陷的研究已经取得了很多进展。Ravizza等人构建了一种基于线扫描相位差分成像的缺陷检测系统,这种系统通过大面积暗场成像技术可以快速扫描得到缺陷的具体位置,但缺点在于分辨率较低,无法获得缺陷的具体信息;MachaelJohnson等人则专利技术了一种基 ...
【技术保护点】
一种基于反射式点衍射干涉仪的位相缺陷检测系统,其特征在于,该系统包括点光源、相位采集组件和成像组件,首先由点光源发出的球面波经相位采集组件,获取被测件的缺陷相位信息,然后经成像透镜进入主干涉仪,最后在CCD上获取高密度线性载频干涉图,其中:所述点光源,用于产生标准球面波;所述相位采集组件,用于将球面波变为平面波,并在提取被测件上缺陷的相位信息之后会聚;所述成像组件,用于接收会聚光线,经主干涉仪后在CCD靶面上成像,获取高密度线性载频干涉图。
【技术特征摘要】
1.一种基于反射式点衍射干涉仪的位相缺陷检测系统,其特征在于,该系统包括点光源、相位采集组件和成像组件,首先由点光源发出的球面波经相位采集组件,获取被测件的缺陷相位信息,然后经成像透镜进入主干涉仪,最后在CCD上获取高密度线性载频干涉图,其中:所述点光源,用于产生标准球面波;所述相位采集组件,用于将球面波变为平面波,并在提取被测件上缺陷的相位信息之后会聚;所述成像组件,用于接收会聚光线,经主干涉仪后在CCD靶面上成像,获取高密度线性载频干涉图。2.根据权利要求1所述的基于反射式点衍射干涉仪的位相缺陷检测系统,其特征在于,所述相位采集组件包括顺次共光轴放置的准直物镜、被测件和成像透镜;光线经过准直物镜后得到平行光,该平行光穿过被测件后携带有被测件的相位信息,在被测件后方放置成像透镜;成像透镜与被测件像距为l,成像透镜焦距为f’。3.根据权利要求1所述的基于反射式点衍射干涉仪的位相缺陷检测系统,其特征在于,所述成像组件包括主干涉仪与CCD;主干涉仪为反射式点衍射干涉仪,由点衍射板产生参考波和标准波,并在CCD靶面上叠加产生干涉图;点衍射板表面狭缝与CCD靶面距离为x’。4.根据权利要求1所述的基于反射式点衍射干涉仪的位相缺陷检测系统,其特征在于,所述CCD靶面上成像关系为:l′=f′+F#×y′(1)其中,l为成像透镜与被测件的距离,f′为成像透镜的焦距,x’为主干涉仪中点衍射板表面狭缝与CCD靶面距离,F#为由点衍射板确定的常量,y′为像方视场,l′为像距。5.一种基于反射式点衍射干涉仪的位相缺陷检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、调节点衍射板位置得到背景干涉图,获取空腔测量结果用于系统误差标定;步骤2、将被测件放在准直物镜与成像透镜之间,使得被测件前表面与CCD靶面共轭,用傅里叶算法恢复此时...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈磊,刘一鸣,朱文华,马云,韩志刚,郑东晖,张瑞,孙沁园,乌兰雅图,
申请(专利权)人:南京理工大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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