基于迈克尔逊剪切散斑干涉的材料内部缺陷检测系统技术方案

本发明专利技术涉及剪切散斑干涉技术领域，具体公开了一种基于迈克尔逊剪切散斑干涉的材料内部缺陷检测系统。其包括激光器、扩束镜、第一透镜、第二透镜、第一偏振片、空间光调制器、第三透镜、第二偏振片和CCD；激光器出射的激光依次经过被测物表面、第一透镜、第一偏振片和第二透镜，SLM对第二透镜输入光的傅里叶变换进行调制，并给e光号增加相位因子，经SLM调制的e光和未经SLM调制的o光经第三透镜入射到第二偏振片，e光和o光分别经第二偏振片产生的第一光束和第二光束投照到CCD靶面上，以在CCD靶面相互干涉。该检测系统既克服人工调节剪切量带来的测量误差，且对SLM的反射角度要求低，降低系统调节的难度，对激光光源无要求。

【技术实现步骤摘要】
基于迈克尔逊剪切散斑干涉的材料内部缺陷检测系统
本专利技术涉及剪切散斑干涉
，具体涉及一种基于迈克尔逊剪切散斑干涉的材料内部缺陷检测系统。
技术介绍
在过去的剪切散斑干涉中，一般采用机械手调试的反射镜调整架，通过调整调整架的XY方向的旋转角度，来达到调整剪切量的目的。调整量多数基于同种电荷藕合器件图像传感器(CCD)靶面和对被测物以及被测物缺陷大小的估计依靠经验来进行调制，当CCD靶面发生变化，或者被测物的情况发生变化，或者显示屏幕的分辨率发生变化，都可能导致剪切量的误判。如果剪切量过小，虽然提高了条纹的分辨率，但是降低了检测系统的敏感程度，可能导致小的缺陷或者距表面较深的缺陷被忽视；而剪切量过大，虽然系统的敏感程度较高，但是同样的变形，条纹数目变多，在CCD分辨率一定的情况下，可能使得结果的条纹图无法被处理，同样无法得到理想的实验结果。在剪切散斑干涉系统中可以采用空间光调制器(SLM)技术来实现剪切量的可控调整。目前基于SLM技术的剪切散斑干涉系统均采用非同轴的检测光路，其要求SLM反射角度达到15°，但是由于市面上可以购买到的SLM的反射角度远达不到此要求，因而需要特制从而使该检测系统的成本较高。此外，由于SLM液晶分子的长轴偏转问题，对激光器发出的激光的偏振方向有一定要求，因此在调整激光器位置上有很大的困难。除此之外，由于激光器的位置是固定的，因此导致检测时照明视场以及光强受限的问题。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是提供一种基于迈克尔逊剪切散斑干涉的材料内部缺陷检测系统，旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于迈克尔逊剪切散斑干涉的材料内部缺陷检测系统，其包括：激光器、扩束镜、第一透镜、第二透镜、第一偏振片、空间光调制器、第三透镜、第二偏振片和电荷藕合器件图像传感器；所述空间光调制器位于所述第二透镜的傅里叶频谱面上，所述激光器出射的激光入射到被测物的表面，并经所述被测物的表面反射到所述第一透镜，经所述第一透镜聚焦后经所述第一偏振片形成能够调偏振方向的线偏振光；所述线偏振光经过所述第二透镜进行傅里叶变换，所述空间光调制器对所述第二透镜输入光的傅里叶变换进行调制，并给非寻常光增加一个空间相位因子，经所述空间光调制器调制后的非寻常光和未经所述空间光调制器调制后的寻常光经所述第三透镜聚焦到电荷藕合器件图像传感器靶面上，在所述第三透镜和所述电荷藕合器件图像传感器之间设置有第二偏振片，所述第二偏振片的偏振方向与所述非寻常光和所述寻常光呈夹角α，其中，0°<α<90°，所述非寻常光经所述第二偏振片产生的第一光束和所述寻常光经所述第二偏振片产生的第二光束投照到所述电荷藕合器件图像传感器靶面上，以在所述电荷藕合器件图像传感器靶面上形成所述第一光束和所述第二光束经过相互干涉形成的散斑干涉图。其中，所述偏振片和所述第二透镜之间设置有二分之一波片。其中，α为45°。其中，所述空间光调制器为由计算机控制的液晶型相位调节器。其中，所述空间光调制器为反射式相位型空间光调制器。(三)有益效果本专利技术所提供的基于迈克尔逊剪切散斑干涉的材料内部缺陷检测系统通过采用共轴光路，降低了对SLM偏转角的要求，在相同的实验结果的情况下，即节约了成本。且由于采用采用共轴光路，在光路的调节方面，以及相位变换技术方面，由于减少了角度带来的光程问题，使得光路调整难度降低，提高了结果的可靠度。该检测系统克服传统采用人工调节剪切量带来的测量误差，同时使得检测系统在分辨率与灵敏度两方面达到平衡。此外，在SLM前采用偏振片与二分之一波片共同配合的方法，对激光器输入光的偏振方向无要求，大大降低了系统调节的难度，并且对激光光源无要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本专利技术的一种基于迈克尔逊剪切散斑干涉的材料内部缺陷检测系统的一个优选实施例的结构示意图。图中，1：激光器；2：被测物；3：第一透镜；4：第一偏振片；5：二分之一波片；6：第二透镜；7：空间光调制器；8：第三透镜；9：第二偏振片；10：电荷藕合器件图像传感器；11：扩束镜。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。图1示出了根据本专利技术的一种基于迈克尔逊剪切散斑干涉的材料内部缺陷检测系统的一个优选实施例。如图所示，该剪切散斑干涉材料内部缺陷检测系统包括激光器1、扩束镜11、第一透镜3、第一偏振片4、第二透镜6、空间光调制器(SLM)7、第三透镜8、第二偏振片9和电荷藕合器件图像传感器10；SLM7位于第二透镜6的傅里叶频谱面上，激光器1出射的激光入射到被测物2的表面，并经被测物2的表面反射到第一透镜3，经第一透镜3聚焦后经第一偏振片4形成能够调偏振方向的线偏振光；该线偏振光经过第二透镜6进行傅里叶变换，SLM7对第二透镜6输入光的傅里叶变换进行调制，并给非寻常光(e光)增加一个空间相位因子，经SLM7调制后的e光和未经SLM7调制后的寻常光(o光)经第三透镜8聚焦到电荷藕合器件图像传感器(CCD)10靶面上，在第三透镜8和电荷藕合器件图像传感器10之间设置有第二偏振片9，其中第二偏振片9的偏振方向与e光和o光呈夹角α，其中，α为45°，e光经第二偏振片9产生的第一光束和o光经第二偏振片9产生的第二光束投照到电荷藕合器件图像传感器(CCD)10靶面上，以在CCD10靶面上形成第一光束和第二光束经过相互干涉形成的散斑干涉图。进一步地，优选在第一偏振片4和第二透镜6之间设置有二分之一波片5，用于改变第一偏振片4产生的线偏振光的偏振方向，使线偏振光的偏振方向与SLM7液晶分子的夹角等于45°，以使得两个方向的偏振光的光强基本一致，从而保证在CCD10上产生较好的干涉。需要说明的是，虽然在该实施例中，第二偏振片9的偏振方向与o光和e光的夹角α为45°。然而本领域的技术人员应当理解，在本专利技术的其它一些实施例中，第二偏振片9的偏振方向与o光和e光的夹角α也可以为其它角度，但应保证0°<α<90°。此外，SLM7为由计算机控制的液晶型相位调节器。通过电控的方法，使得液晶发生偏转，采用液晶的电控向列扭曲效应和电控双折射效应作为控制的主要原理，通过液晶改变e光的相位，使得被调制的e光在频域上增加了一个相位因子，对应空域即产生一个平移，从而使得o光和e光在经过SLM7后产生一个恒定的错位。需要说明的是，虽然在该实施例中，SLM7为反射式相位型空间光调制器。然而本领域的技术人员应当理解，在本专利技术的其它一些实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于迈克尔逊剪切散斑干涉的材料内部缺陷检测系统，其特征在于，包括：激光器、扩束镜、第一透镜、第二透镜、第一偏振片、空间光调制器、第三透镜、第二偏振片和电荷藕合器件图像传感器；所述空间光调制器位于所述第二透镜的傅里叶频谱面上，所述激光器出射的激光入射到被测物的表面，并经所述被测物的表面反射到所述第一透镜，经所述第一透镜聚焦后经所述第一偏振片形成能够调偏振方向的线偏振光；所述线偏振光经过所述第二透镜进行傅里叶变换，所述空间光调制器对所述第二透镜输入光的傅里叶变换进行调制，并给非寻常光增加一个空间相位因子，经所述空间光调制器调制后的非寻常光和未经所述空间光调制器调制后的寻常光经所述第三透镜聚焦到电荷藕合器件图像传感器靶面上，在所述第三透镜和所述电荷藕合器件图像传感器之间设置有第二偏振片，所述第二偏振片的偏振方向与所述非寻常光和所述寻常光呈夹角α，其中，0°

【技术特征摘要】
1.一种基于迈克尔逊剪切散斑干涉的材料内部缺陷检测系统，其特征在于，包括：激光器、扩束镜、第一透镜、第二透镜、第一偏振片、空间光调制器、第三透镜、第二偏振片和电荷藕合器件图像传感器；所述空间光调制器位于所述第二透镜的傅里叶频谱面上，所述激光器出射的激光入射到被测物的表面，并经所述被测物的表面反射到所述第一透镜，经所述第一透镜聚焦后经所述第一偏振片形成能够调偏振方向的线偏振光；所述线偏振光经过所述第二透镜进行傅里叶变换，所述空间光调制器对所述第二透镜输入光的傅里叶变换进行调制，并给非寻常光增加一个空间相位因子，经所述空间光调制器调制后的非寻常光和未经所述空间光调制器调制后的寻常光经所述第三透镜聚焦到电荷藕合器件图像传感器靶面上，在所述第三透镜和所述电荷藕合器件图像传感器之间设置有第二偏振片，所述第二偏振片的偏振方向与所述非寻常光和所述寻常光呈夹角α，其中，0...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永红，孙方圆，闫佩正，赵琪涵，陈维杰，钟诗民，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34