一种球面光学元件表面疵病检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种球面光学元件表面疵病检测装置及方法，涉及光学元件检测技术领域，控制电路、光源、待测透镜、适配透镜、图像传感器及计算机，其中，所述的控制电路连接光源以脉冲触发光源发光，所述的待测透镜设置于光源与图像传感器之间，所述的待测透镜与图像传感器之间设置有适配透镜，移动适配镜以使光斑大小与图像传感器相匹配；所述的图像传感器的输出端连接计算机的输入端；本发明专利技术采用非接触检测方式，不会对所检测的球面光学元件造成损伤；且检测装置结构简单，具有测量精度及效率高等优点，能够实现球面光学元件表面疵病的快速在线检测。

【技术实现步骤摘要】
一种球面光学元件表面疵病检测装置及方法
本专利技术涉及光学元件检测
，尤其涉及一种球面光学元件表面疵病检测装置及方法。
技术介绍
随着社会的进步，球面光学元件被广泛应用于各个工程中，但由于加工工艺及运行环境的限制，光学元件多存在诸如划痕、麻点、破边及污染物等类型的表面疵病。在光路系统中，这些疵病会对光束造成不同程度的散射，破坏光场均匀性，降低光束质量。因此需要定量检测元件表面疵病的形貌结构，以便于准确判断光学元件的损伤程度以及分析疵病对系统波前的影响。目前对于透镜表面疵病的检测主要是靠传统的人工目测法检测，检测劳动强度大、误检率高，极大影响了光学元件表面疵病的检测效果。另外通过原子力显微镜、光学轮廓仪等仪器对透镜表面进行检测，虽检测精度能达到nm级，但无法区分疵病和正常的加工纹理，难以应用到疵病的工程检测中。
技术实现思路
本专利技术针对
技术介绍
的问题提供一种球面光学元件表面疵病检测装置及方法，采用非接触检测方式，不会对所检测的球面光学元件造成损伤；且检测装置结构简单，具有测量精度及效率高等优点，能够实现球面光学元件表面疵病的快速在线检测。为了实现上述目的，本专利技术提出一种球面光学元件表面疵病检测装置，包括：控制电路、光源、待测透镜、适配透镜、图像传感器及计算机，其中，所述的控制电路连接光源以脉冲触发光源发光，所述的待测透镜设置于光源与图像传感器之间，所述的待测透镜与图像传感器之间设置有适配透镜，移动适配镜以使光斑大小与图像传感器相匹配；所述的图像传感器的输出端连接计算机的输入端。优选地，所述的光源与图像传感器间的距离范围为25mm～50mm。优选地，所述的待测透镜与光源之间的距离小于待测透镜焦距。优选地，所述的光源，发出球面波遇透镜表面疵病发生衍射，衍射光与未发生改变的光干涉叠加，形成全息图并通过图像传感器采集。优选地，所述的计算机重构采集的全息图强度。本专利技术还提出一种采用球面光学元件表面疵病检测装置进行的检测方法，包括如下步骤：S10、启动光源；S20、光源经待测透镜聚焦后，在透镜后形成光斑像点，光斑大小发生变化，移动适配透镜，使光斑大小与图像传感器相匹配；S30、光源发出球面波，遇待测透镜表面疵病发生衍射，衍射光与未发生改变的光干涉叠加，形成全息图；S40、图像传感器采集到完整的全息图后发送至计算机，通过重构算法，重构待测透镜的表面疵病。优选地，S10所述的启动光源，具体为：启动电源，控制电路脉冲触发光源发光，同时图像传感器启动，快门同步采集图像。优选地，S40所述的通过图像传感器采集全息图发送至计算机，通过重构算法，重构待测透镜的表面疵病，具体公式如下：其中，K(ξ，ηz)表示重构后物体的图像强度，H(x，y)表示图像传感器记录的全息图强度，Aref(x，y)表示光源未发生改变的参考光，k表示传播常数，λ表示光源波长，L表示光源至图像传感器的距离，ξ和η表示物平面坐标参数，i为虚数单位。优选地，S40之后还包括：S50、利用深度学习神经网络算法及光学零件表面疵病标准，对待测透镜表面疵病进行判定。优选地，S50之后还包括：S60、对透镜进行数据输出，判定透镜的合格率。本专利技术提出一种球面光学元件表面疵病检测装置及方法，利用激光数字全息显微技术，检测球面光学元件表面疵病。通过此方法不仅能重构出球面光学元件表面疵病的振幅和相位信息，实现球面光学元件表面疵病的三维重构，而且采用的是非接触检测方式，不会对所检测的球面光学元件造成损伤。另外此方法检测装置结构简单，具有测量精度及效率高等优点，能够实现球面光学元件表面疵病的快速在线检测。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示出的结构获得其他的附图。图1为本专利技术第一实施例中球面光学元件表面疵病检测装置结构示意图；图2为本专利技术第二实施例中球面光学元件表面疵病检测方法流程图；图3为本专利技术一种优选实施例中全息图示意图；图4为本专利技术三种实施例中球面光学元件表面疵病检测方法流程图；图5为本专利技术四种实施例中球面光学元件表面疵病检测方法流程图；图6为本专利技术一种优选实施例中投影坐标系示意图；图7为本专利技术一种优选实施例中疵病形貌重现示意图；图8为本专利技术五种实施例中球面光学元件表面疵病检测方法流程图；图9为本专利技术六种实施例中球面光学元件表面疵病检测方法流程图；符号说明：1-控制电路，2-光源，3-待测透镜，4-适配透镜，5-图像传感器，6-计算机；7-光源的像；本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式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，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，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。需要说明，若本专利技术实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后......)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。本专利技术提出一种球面光学元件表面疵病检测装置；本专利技术第一实施例中，如图1所示，包括：控制电路1、光源2、待测透镜3、适配透镜4、图像传感器5及计算机6，其中，所述的控制电路1连接光源2以脉冲触发光源1发光，所述的待测透镜3设置于光源2与图像传感器5之间，所述的待测透镜3与图像传感器5之间设置有适配透镜4，移动适配镜4以使光斑大小与图像传感器5相匹配；所述的图像传感器5的输出端连接计算机6的输入端。光源2经过待测透镜3形成光源的像7；本专利技术实施例中，所述的光源与图像传感器间的距离为30mm；将待测透镜置于光源与图像传感器(CCD)中间，保证待测透镜距光源的距离d0＜f(待测透镜焦距)；所述的光源，发出球面波遇透镜表面疵病发生衍射，衍射光与未发生改变的光干涉叠加，形成全息图并通过图像传感器采集。所述的计算机重构采集的全息图强度。本专利技术第二实施例中，本专利技术还提出采用球面光学元件表面疵病检测装置进行的检测方法；如图2所示，包括如下步骤：S10、启动光源；S20、光源经待测透镜聚焦后，形成光源像点，其大小发生变化；在待测透镜与图像传感器CCD间添加曲面适配透镜，移动适配透镜，使光斑大小与CCD(大小尺寸为2056×2060，像素分辨率为5.5μm)相匹配；S30、光源发出球面波，遇待测透镜表面疵病发生衍射，衍射光与未发生改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种球面光学元件表面疵病检测装置，其特征在于，包括：控制电路、光源、待测透镜、适配透镜、图像传感器及计算机，其中，所述的控制电路连接光源以脉冲触发光源发光，所述的待测透镜设置于光源与图像传感器之间，所述的待测透镜与图像传感器之间设置有适配透镜，移动适配镜以使光斑大小与图像传感器相匹配；所述的图像传感器的输出端连接计算机的输入端。

【技术特征摘要】
1.一种球面光学元件表面疵病检测装置，其特征在于，包括：控制电路、光源、待测透镜、适配透镜、图像传感器及计算机，其中，所述的控制电路连接光源以脉冲触发光源发光，所述的待测透镜设置于光源与图像传感器之间，所述的待测透镜与图像传感器之间设置有适配透镜，移动适配镜以使光斑大小与图像传感器相匹配；所述的图像传感器的输出端连接计算机的输入端。2.根据权利要求1所述的球面光学元件表面疵病检测装置，其特征在于，所述的光源与图像传感器间的距离范围为25mm～50mm。3.根据权利要求1所述的球面光学元件表面疵病检测装置，其特征在于，所述的待测透镜与光源之间的距离小于待测透镜焦距。4.根据权利要求1所述的球面光学元件表面疵病检测装置，其特征在于，所述的光源，发出球面波遇透镜表面疵病发生衍射，衍射光与未发生改变的光干涉叠加，形成全息图并通过图像传感器采集。5.根据权利要求1所述的球面光学元件表面疵病检测装置，其特征在于，所述的计算机重构采集的全息图强度。6.采用权利要求1所述的球面光学元件表面疵病检测装置进行的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S10、启动光源；S20、光源经待测透镜聚焦后，在透镜后形成光斑像点，光斑大小发生变化...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈艳，俞小进，曾德祥，
申请(专利权)人：广州博冠光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44