The invention provides a occlusive dark field confocal subsurface nondestructive detection device and method, which belongs to the technical field of optical precision measurement. The light emitted by point source passes through collimator, occlusion annular light generator, spectroscopic prism and objective lens in turn. The objective lens collects the laser to the sample to be measured. The reflected and scattered light which contains the information of the sample to be measured passes through the objective lens and the spectroscopic prism in turn and enters the detection complementary aperture. The reflected light is occluded by the detection complementary aperture, and the scattered light passes through the detection complementary aperture, the collection lens and the detection complementary aperture in turn. The pinholes are detected and eventually incident to the photodetector to complete the sub-surface detection. The invention adopts a shielded annular light generator to generate annular light, uses annular light beam to illuminate the sample, combines detection complementary aperture to realize dark field confocal, solves the problem of low signal-to-noise ratio of common confocal microscopy in detecting sub-surface damage, and the device is simple and easy to realize, and is suitable for non-destructive testing of sub-surface.
【技术实现步骤摘要】
一种遮挡式暗场共焦亚表面无损检测装置和方法
本专利技术属于光学精密测量
,更具体地说是涉及一种遮挡式暗场共焦亚表面无损检测装置和方法。
技术介绍
随着现代科学技术的迅速发展,光学材料得到了广泛的应用,特别是航空航天、国防、军工、信息、微电子与光电子等尖端科学方面成为一种不可缺少的重要材料。光学元件的应用日益广泛,对光学元件的表面质量提出的更高的要求,这就需要光学制造业具备超精密加工水平,尽可能保证光学元件的表面粗糙度和面型精度。光学元件的加工一般分为磨削、研磨和抛光阶段。磨削和研磨是光学元件成形加工,基本满足光学元件的面形尺寸和粗糙度;在成形加工过程中,工件材料的去除主要是脆性碎裂,因而材料的去除率高。在这个阶段加工元件不可避免的引入了裂纹、划痕和杂质等亚表层损伤。光学元件亚表层损伤不但影响了光学元件的长期稳定性、镀膜质量和面形精度,而且直接降低了光学系统的使用寿命、成像质量和抗激光损伤阈值等。在强激光照射下,光学元件中存在的裂纹会引起光场强化,加工过程中引入的划痕会在材料内部形成集中的电磁场分布,容易引起自聚焦、电子崩离等,亚表层损伤中的杂质对激光能量的强烈吸收会造成局部高温,形成热应力,引起材料拉裂或者破碎。另外,光学元件的损伤点尺寸会随着照射数量的增加呈指数增长,并且产生强烈的散射和光束调制,从而严重影响光束的能量集中度,降低以至于丧失光学系统的性能。光学元件抗激光损伤能力低下已经成为拟制激光器提高能量密度的重要阻碍,所以研究缺陷诱导损伤,如何采用新的元件加工工艺以提高工作阈值是非常紧迫的任务。普通共焦显微系统是利用光波散射的原理,根据散射光信 ...
【技术保护点】
1.一种遮挡式暗场共焦亚表面无损检测装置,其特征在于,包括:照明系统和探测系统;所述照明系统包括点光源(1)、准直镜(2)、遮挡式环形光发生器(3)、分光棱镜(4)和物镜(5);所述遮挡式环形光发生器(3)中心被遮挡;所述点光源(1)发出的光线依次经过所述准直镜(2)、所述遮挡式环形光发生器(3)和分光棱镜(4),所述分光棱镜(4)产生分光棱镜反射光和透射光,所述透射光透射至所述物镜(5),最终光线聚焦至待测样品(6)上;所述探测系统包括物镜(5)、分光棱镜(4)、探测互补光阑(7)、收集透镜(8)、探测针孔(9)、光电探测器(10);其中所述照明系统和探测系统共用分光棱镜(4)和物镜(5);所述分光棱镜反射光入射至所述探测互补光阑(7);所述待测样品(6)上产生样品反射光和散射光,所述样品反射光和所述散射光依次经所述物镜(5)、所述分光棱镜(4)、所述探测互补光阑(7)、所述收集透镜(8)和所述探测针孔(9)入射至所述光电探测器(10)。
【技术特征摘要】
1.一种遮挡式暗场共焦亚表面无损检测装置,其特征在于,包括:照明系统和探测系统;所述照明系统包括点光源(1)、准直镜(2)、遮挡式环形光发生器(3)、分光棱镜(4)和物镜(5);所述遮挡式环形光发生器(3)中心被遮挡;所述点光源(1)发出的光线依次经过所述准直镜(2)、所述遮挡式环形光发生器(3)和分光棱镜(4),所述分光棱镜(4)产生分光棱镜反射光和透射光,所述透射光透射至所述物镜(5),最终光线聚焦至待测样品(6)上;所述探测系统包括物镜(5)、分光棱镜(4)、探测互补光阑(7)、收集透镜(8)、探测针孔(9)、光电探测器(10);其中所述照明系统和探测系统共用分光棱镜(4)和物镜(5);所述分光棱镜反射光入射至所述探测互补光阑(7);所述待测样品(6)上产生样品反射光和散射光,所述样品反射光和所述散射光依次经所述物镜(5)、所述分光棱镜(4)、所述探测互补光阑(7)、所述收集透镜(8)和所述探测针孔(9)入射至所述光电探测器(10)。2.根据权利要求1所述的一种遮挡式暗场共焦亚表面无损检测装置,...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘俭,刘婧,王宇航,刘辰光,谭久彬,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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