大尺寸钕玻璃片包边界面剩余反射率检测装置及检测方法制造方法及图纸

一种大尺寸钕玻璃片包边界面剩余反射率检测装置及检测方法，检测装置包括激光器组件、探测器组件、扫描步进模块、定位模块、整机框架和整机控制系统。本发明专利技术能够对被测大尺寸钕玻璃片的四个包边界面的剩余反射率进行全覆盖扫描检测，检测结果能够反映实际生产样品界面的包边剩余反射情况，便于钕玻璃生产过程中的包边工艺控制和改进。

【技术实现步骤摘要】
大尺寸钕玻璃片包边界面剩余反射率检测装置及检测方法
本专利技术涉及一种掺钕激光玻璃(钕玻璃)检测技术，具体是一种大尺寸钕玻璃片包边界面剩余反射率检测装置及检测方法。
技术介绍
钕玻璃由于其优良的光谱特性、很高的光学均匀性和抗激光损伤性能、受激发射截面大、且为四能级系统，被广泛地应用于高功率激光装置中，如美国国家点火装置等。当钕玻璃用作激光介质时，除有效放大外，还会有放大自发辐射(ASE)。ASE的存在将消耗增益介质内能级的反转粒子，降低钕玻璃的有效放大。目前抑制ASE的主要方法是对钕玻璃片进行包边，即在长方体钕玻璃片的四个侧面即非工作面上胶合吸收ASE的包边玻璃。包边质量的优劣直接影响ASE的消除程度，而剩余反射是表征包边质量的最重要参数。所谓剩余反射即钕玻璃与包边玻璃的胶合层界面以及包边玻璃与胶合层界面的反射总和。目前客观评价钕玻璃包边质量好坏的方法是准确检测钕玻璃片包边界面的剩余反射率。目前，已经有一些剩余反射率检测方面的专利。专利【CN102818788A钕玻璃包边剩余反射的检测装置及检测方法】提到的等腰三角形检测方法是对小样品的检测方法，无法直接反映实际所使用的大尺寸钕玻璃片包边界面的剩余反射特性。专利【CN102768202A包边大尺寸钕玻璃包边剩余反射检测装置及检测方法】中所提到的检测方案不能够对整个包边界面进行自动化测量，同时也未考虑其它另外三个包边界面的剩余反射率检测。专利【CN103308487A光增益介质包边界面剩余反射的测量方法及装置】、【CN103698302A激光增益介质包边剩余反射的多角度多点测量装置及方法】和【CN103712950A一种大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置及方法】中所提出的基本检测原理----包边前对待包边界面和包边后对包边界面的反射率分别进行检测、之后通过联立解算出剩余反射率的方法----可行性有待商榷，原因在于包边过程是一个复杂的工艺过程，一般需要几天甚至更长时间，时间一长各种检测的条件均可能发生变化，很难保证检测结果的精确性，可操作性较小。此外，专利【CN103712950A一种大口径激光玻璃包边剩余反射的测量装置及方法】中的视觉定位系统没有考虑到钕玻璃包边玻璃厚度的误差，事实上，钕玻璃包边工艺过程中，钕玻璃的包边厚度不是严格控制的一个量，误差能达到1～2mm。总之，现有的方法存在各种问题，不能有效地检测钕玻璃片包边界面的剩余反射率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种对大尺寸钕玻璃片包边界面剩余反射率进行高精度检测的检测装置和检测方法，该检测系统可对大尺寸钕玻璃片的四个包边界面进行全自动化检测。本专利技术的技术方案为：一种大尺寸包边钕玻璃片包边界面剩余反射率检测装置，所述的检测装置包括整机框架、固定在所述的整机框架上部的激光器组件、固定在所述的整机框架下部的探测器组件和整机控制系统，所述的检测装置还包括扫描步进模块和定位模块，所述的扫描步进模块固定在所述的整机框架上，所述的定位模块包括机械定位模块和机器视觉定位模块，该机械定位模块安装于所述的扫描步进模块上，机器视觉定位模块安装在所述的整机框架上，所述的激光器组件、探测器组件、扫描步进模块和定位模块分别与所述的整机控制系统连接。所述的整机框架包括框架本体、第一载物台、第二载物台、第一回形支架、第二回形支架、第一水平导轨安装板、第二水平导轨安装板、轴承座固定支架和伺服电机固定支架；所述的第一载物台和所述的第二载物台分别固定在所述的框架本体的同侧，且上下布置，所述的第一载物台供所述的激光器组件放置，所述的第二载物台供所述的探测器组件放置；所述的第一回形支架和所述的第二回形支架对称地分布在所述的框架本体的两端，供所述的机器视觉定位模块放置；所述的第一水平导轨安装板和所述的第二水平导轨安装板固定在所述的框架本体的两侧、且二者的上表面处于同一水平高度。所述的激光器组件包括Y向激光器平移台、Z向激光器平移台、激光器转接板、激光器旋转台、激光器基板、激光器、扩束镜组、光束整形器、第一探测器和分束器；所述的激光器基板安装在所述的激光器旋转台上，所述的激光器旋转台通过激光器转接板竖直安装在所述的Z向激光器平移台上，该Z向激光器平移台安装在所述的Y向激光器平移台上，所述的激光器固定在所述的激光器基板上，在该激光器基板上、沿激光器的激光传输方向依次设置所述的扩束镜组、光束整形器和分束器，该分束器将光路分为二路，一路为透射光，另一路为反射光，所述的第一探测器设置在反射光路上，且固定在激光器基板上。所述的扫描步进模块包括可转动载物吸盘及其旋转驱动机构、移动框架、X方向驱动丝杆及驱动电机、第一X方向导轨及设置在该第一X方向导轨上的二个前滑块、第二X方向导轨及设置在该第二X方向导轨上的二个后滑块、丝杆螺母座及丝杆螺母；所述的可转动载物吸盘及其驱动机构安装在所述的移动框架的中央，该移动框架的四角分别固定在所述的四个滑块上，所述的丝杆螺母座固定在所述的移动框架上；所述的第一X方向导轨固定在所述的第一水平导轨安装板上，所述的第二X方向导轨固定在所述的第二水平导轨安装板上，所述的第一轴承座安装在所述的轴承座固定支架上，所述的第二轴承座安装在所述的伺服电机固定支架上，所述的伺服电机经所述的伺服电机固定法兰固定在所述的伺服电机固定支架上，所述的伺服电机的驱动轴经联轴器与所述的X方向驱动丝杆的一端相连，该X方向驱动丝杆的另一端穿过所述的丝杆螺母座及丝杆螺母与所述的第一轴承座相连；所述的伺服电机带动所述的X方向驱动丝杆旋转，进而通过丝杆螺母驱动所述的移动框架沿X方向运动；所述的机械定位模块用于钕玻璃的初始定位，包括第一拉杆电机、设置在该第一拉杆电机拉杆顶端的第一直角定位块、第二拉杆电机、以及设置在该第二拉杆电机拉杆顶端的第二直角定位块；所述的第一拉杆电机和第二拉杆电机分别安装在所述的移动框架的两侧。所述的机器视觉定位模块用于包边接缝以及入射光束与包边接缝的相对位置确定，包括第一CCD相机和第二CCD相机；所述的第一CCD相机安装在所述的第一回形支架上，所述的第二CCD相机安装在所述的第二回形支架上。所述的探测器组件包括Y向探测器平移台、Z向探测器平移台、探测器旋转台、探测器基板、收集镜头、第二探测器；所述的收集镜头和所述的第二探测器安装在一起并固定在该探测器基板上，所述的探测器基板安装在所述的探测器旋转台上，该探测器旋转台固定在所述的Z向探测器平移台上，该Z向探测器平移台安装在所述的Y向探测器平移台上。所述的整机控制系统，包括控制软件和控制硬件，所述的控制硬件通过控制器与系统中的各运动部件和传感部件连接起来，并通过数字接口同工业控制计算机连接，最终受控于所述的工业控制计算机上的控制软件。一种大尺寸包边钕玻璃片包边界面剩余反射率检测方法，包括以下步骤：1)通过离线系统测出分束器分束系数比k；2)将机械定位模块中两个拉杆电机设置到定位状态，将被测大尺寸包边钕玻璃片放置到可转动吸盘上，并依据两个直角定位块将被测大尺寸包边钕玻璃片的初始位置定准，初始位置定位完成后收起两个拉杆电机的拉杆；3)调节激光器旋转台，使激光器的出射光束入射到被测大尺寸包边钕玻璃片的入射角度为预设值γ(取值范围为30-60度)；4)利用第一CCD相机和第二CCD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大尺寸包边钕玻璃片包边界面剩余反射率检测装置，包括整机框架(10)、固定在所述的整机框架上部的激光器组件(20)、固定在所述的整机框架下部的探测器组件(50)和整机控制系统，其特征在于：还包括扫描步进模块(30)和定位模块(40)，所述的扫描步进模块(30)固定在所述的整机框架(10)上，所述的定位模块(40)包括机械定位模块和机器视觉定位模块，该机械定位模块安装于所述的扫描步进模块(30)上，机器视觉定位模块安装在所述的整机框架(10)上，所述的激光器组件(20)、探测器组件(50)、扫描步进模块(30)和定位模块(40)分别与所述的整机控制系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸包边钕玻璃片包边界面剩余反射率检测装置，包括整机框架(10)、固定在所述的整机框架上部的激光器组件(20)、固定在所述的整机框架下部的探测器组件(50)和整机控制系统，其特征在于：还包括扫描步进模块(30)和定位模块(40)，所述的扫描步进模块(30)固定在所述的整机框架(10)上，所述的定位模块(40)包括机械定位模块和机器视觉定位模块，该机械定位模块安装于所述的扫描步进模块(30)上，机器视觉定位模块安装在所述的整机框架(10)上，所述的激光器组件(20)、探测器组件(50)、扫描步进模块(30)和定位模块(40)分别与所述的整机控制系统连接；所述的整机框架(10)包括框架本体、第一载物台(101)、第二载物台(108)、第一回形支架(104)、第二回形支架(106)、第一水平导轨安装板(102)、第二水平导轨安装板(105)、轴承座固定支架(103)和伺服电机固定支架(107)；所述的第一载物台和所述的第二载物台分别固定在所述的框架本体的同侧，且上下布置，所述的第一载物台供所述的激光器组件(20)放置，所述的第二载物台供所述的探测器组件(50)放置；所述的第一回形支架(104)和所述的第二回形支架(106)对称地分布在所述的框架本体的两端，供所述的机器视觉定位模块放置；所述的第一水平导轨安装板(102)和所述的第二水平导轨安装板(105)固定在所述的框架本体的两侧、且二者的上表面处于同一水平高度。2.根据权利要求1所述的大尺寸包边钕玻璃片包边界面剩余反射率检测装置，其特征在于：所述的激光器组件(20)包括Y向激光器平移台(201)、Z向激光器平移台(202)、激光器转接板(203)、激光器旋转台(204)、激光器基板(205)、激光器(206)、扩束镜组(207)、光束整形器(208)、第一探测器(209)和分束器(210)；所述的激光器基板(205)安装在所述的激光器旋转台(204)上，所述的激光器旋转台(204)通过转接板(203)竖直安装在所述的Z向激光器平移台(202)上，该Z向激光器平移台(202)安装在所述的Y向激光器平移台(201)上，所述的激光器(206)固定在所述的激光器基板(205)上，在该激光器基板(205)上、沿激光器的激光传输方向依次设置所述的扩束镜组(207)、光束整形器(208)和分束器(210)，该分束器(210)将光路分为二路，一路为透射光，另一路为反射光，所述的第一探测器(209)设置在反射光路上，且固定在激光器基板(205)上。3.根据权利要求1所述的大尺寸包边钕玻璃片包边界面剩余反射率检测装置，其特征在于：所述的扫描步进模块(30)包括可转动载物吸盘(301)及其旋转驱动机构(302)、移动框架(317)、X方向驱动丝杆(307)及驱动电机(303)、第一X方向导轨(312)及设置在该第一X方向导轨(312)上的二个前滑块(311)、第二X方向导轨(315)及设置在该第二X方向导轨(315)上的二个后滑块(314)、丝杆螺母座(308)及丝杆螺母(309)；所述的可转动载物吸盘及其驱动机构安装在所述的移动框架的中央，该移动框架的四角分别固定在所述的四个滑块上，所述的丝杆螺母座固定在所述的移动框架上；所述的第一X方向导轨(312)固定在所述的第一水平导轨安装板(102)上，所述的第二X方向导轨(315)固定在所述的第二水平导轨安装板(105)上，第一轴承座(310)安装在所述的轴承座固定支架(103)上，第二轴承座(306)安装在所述的伺服电机固定支架(107)上，所述的伺服电机(303)经所述的伺服电机固定法兰(304)固定在所述的伺服电机固定支架(107)上，所述的伺服电机(303)的驱动轴经联轴器(305)与所述的X方向驱动丝杆(307)的一端相连，该X方向驱动丝杆(307)的另一端穿过所述的丝杆螺母座及丝杆螺母与所述的第一轴承座(310)相连；所述的伺服电机(303)带动所述的X方向驱动丝杆旋转，进而通过丝杆螺母驱动所述的移动框架沿X方向运动。4.根据权利要求3所述的大尺寸包边钕玻璃片包边界面剩余反射率检测装置，其特征在于：所述的机械定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：张友宝，黄惠杰，曾爱军，杨增辉，张善华，马兴华，
申请(专利权)人：中国科学院上海光学精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31