大口径抛光工件激光损伤阈值的非破坏性评价方法技术

本发明专利技术涉及一种大口径抛光工件激光损伤阈值的非破坏性评价方法，通过表面疵病检测装置对工件表面划痕及微裂纹等机械缺陷进行采样，利用计算机对采样图片进行图像预处理、缺陷识别与位置标记，依托超景深显微镜完成对机械缺陷的准确识别与提取，实现大口径工件的全局性评价，结合有限时域差分方法及激光损伤阈值评价公式，获得大口径抛光工件表面的激光损伤阈值，原理可靠、实现过程简单，并有效减少传统激光损伤测试过程中对工件的消耗。本发明专利技术方法适用于高能量/高功率激光聚变装置中使用的各类大口径抛光工件。

Nondestructive evaluation method for laser damage threshold of large diameter polished workpieces

【技术实现步骤摘要】
大口径抛光工件激光损伤阈值的非破坏性评价方法
本专利技术涉及一种加工检验技术，特别涉及一种大口径抛光工件激光损伤阈值的非破坏性评价方法。
技术介绍
大口径光学材料的超精密制造过程包括磨削、研磨及抛光等过程，抛光作为工件加工的最后一道工序，目的在于去除前序加工残留于工件表面的划痕、裂纹等缺陷并获得光洁、平整的表面(许乔,王健,马平,陈贤华,雷向阳.先进光学制造技术进展[J].强激光与粒子束,2013,25(12):3098-3105)。高功率/高能量激光聚变系统对高精度抛光工件数量需求极大，如我国自主研发的神光II、神光III激光聚变装置中，需要使用大量由抛光工件制造而成的窗口、屏蔽片、透镜等光学元件，光学元件的表面积总和高达数千平方米，其中，尺寸在40cm×40cm以上的大口径光学元件数量超过数千件甚至近万件(盛利.地球上“造太阳”的追梦之旅[N].科技日报,2015.7.26)。光学元件在强激光的辐照下很容易发生激光诱导损伤，从而损坏元件的力学、光学及热学性能，激光诱导损伤已成为限制高能激光系统输出功率和使用寿命的主要因素，因此，激光聚变装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大口径抛光工件激光损伤阈值的非破坏性评价方法，其特征在于，具体包括如下步骤：/n1)对抛光后的大口径工件进行化学刻蚀处理，以溶解工件表面以下1μm深度内近表面缺陷层内的各类金属杂质，并对工件进行清洗、烘干处理；/n2)将处理后干燥的工件固定在二维移动平台正上方，并置于表面疵病检测装置检测范围内，用LED光源辐照工件表面以实现暗场照明，从工件左上角最边缘起始位置开始采集工件局部表面形貌图片，单幅图片采样尺寸为20mm×20mm，表面疵病检测装置将采集图片导入计算机控制系统进行图像分析与处理；二维移动平台在计算机控制系统控制下驱动工件完成光栅路径移动以确保相邻采样图片重叠率10％-15％，...

【技术特征摘要】
1.一种大口径抛光工件激光损伤阈值的非破坏性评价方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
1)对抛光后的大口径工件进行化学刻蚀处理，以溶解工件表面以下1μm深度内近表面缺陷层内的各类金属杂质，并对工件进行清洗、烘干处理；
2)将处理后干燥的工件固定在二维移动平台正上方，并置于表面疵病检测装置检测范围内，用LED光源辐照工件表面以实现暗场照明，从工件左上角最边缘起始位置开始采集工件局部表面形貌图片，单幅图片采样尺寸为20mm×20mm，表面疵病检测装置将采集图片导入计算机控制系统进行图像分析与处理；二维移动平台在计算机控制系统控制下驱动工件完成光栅路径移动以确保相邻采样图片重叠率10％-15％，并逐渐完成工件全局的表面疵病检测；在每一次图片采样结束后，利用计算机对含有划痕及微裂纹机械缺陷的图片进行图像预处理、缺陷识别与位置标记；
3)用LED光源辐照工件表面以实现暗场照明，二维移动平台在计算机控制系统控制下驱动工件实现二维移动，使得超景深显微镜依次对步骤2)标记位置进行机械缺陷的量化评价，由此确定工件表面机械缺陷最严重的位置及尺度，即工件表面划痕宽度最宽、深度最深及划痕边沿微裂纹延伸长度最长的三处位置及其相应尺寸；
量化评价包括依托超景深显微镜的三维逐层扫描分析实现划痕截面形状及宽度、深度的评价；依托超景深显微镜的二维平面观测与分析完成对划痕边沿微裂纹延伸长度L的评价；
4)将步骤3)所得三处位置相应划痕的截面形状及宽、深尺寸导入计算机控制系统以建...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶卉，姜晨，陈起，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31