一种软脆光学晶体加工表层荧光性缺陷检测方法技术

一种软脆光学晶体加工表层荧光性缺陷检测方法，涉及一种晶体缺陷检测方法。目的是解决现有方法无法获得晶体表层缺陷的受激荧光的稳态光谱和内部结构的问题。检测方法利用软脆光学晶体加工表层微区荧光性缺陷检测光学系统中进行，一、缺陷定位；二、测量背底；三、测量可见光波段稳态荧光光谱；四、测量可见光波段瞬态荧光光谱；五、测量近红外波段稳态荧光光谱；六、改变波长获得不同激发光波长下的可见光波段瞬态荧光光谱和近红外波段稳态荧光光谱。本发明专利技术可以实现晶体元件表层缺陷、表层缺陷激发稳态荧光光谱以及表层缺陷激发瞬态荧光光谱的检测。本发明专利技术适用于晶体表层缺陷检测。

【技术实现步骤摘要】
一种软脆光学晶体加工表层荧光性缺陷检测方法
本专利技术涉及一种光学晶体加工表层荧光性缺陷检测方法。
技术介绍
大口径磷酸二氢钾(PotassiumDihydrogenPhosphate，KDP)晶体是一种软脆性晶体材料，由于具有优良特性和较高的击穿能带而被大量用作为惯性约束核聚变(InertialConfinementFusion，ICF)中的光电开关和激光倍频元件。KDP晶体在受到强激光辐射初期，经过激光与晶体材料相互作用发生电离和弛豫现象，随着后期晶体吸收激光能量导致晶体材料的损伤。通过表面激光辐照预处理、减少生长溶液各类杂质、适当温度的热退火工艺等方法可降低晶体杂质、晶格等缺陷，从而提升晶体的抗激光损伤能力。但当前KDP晶体元件的实际激光损伤阈值远未达到其理论计算值，仍是限制ICF发展的重要因素。近几年来，相关研究主要集中在晶体内部杂志颗粒产生热爆炸理论模型，而关于KDP晶体在超精密加工过程中引入的表层微缺陷对激光损伤阈值的影响却鲜有报道。在KDP晶体表面超精密加工、损伤点微机械修复以及表面预处理等工艺过程中，亟需建立KDP晶体表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软脆光学晶体加工表层荧光性缺陷检测方法，其特征在于：所述检测方法利用软脆光学晶体加工表层微区荧光性缺陷检测光学系统中进行；/n一、晶体元件表面微缺陷定位/n将可变波长激光器(1)和白光光源(8)同时打开，将可变波长激光器(1)的波长调至550nm，脉宽为200ps，强度为100％；打开计算机(15)中的CCD相机(18)的控制软件；/n沿着显微物镜(5)轴线方向调节载物台(7)和显微物镜(5)的距离使显微物镜(5)的出射光在晶体元件(6)的表面聚焦，然后调节载物台(7)使计算机(15)中的CCD相机(18)的控制软件中得到表层微区的缺陷显微图；/n二、测量稳态光谱背底/n三、测量晶体元...

【技术特征摘要】
1.一种软脆光学晶体加工表层荧光性缺陷检测方法，其特征在于：所述检测方法利用软脆光学晶体加工表层微区荧光性缺陷检测光学系统中进行；
一、晶体元件表面微缺陷定位
将可变波长激光器(1)和白光光源(8)同时打开，将可变波长激光器(1)的波长调至550nm，脉宽为200ps，强度为100％；打开计算机(15)中的CCD相机(18)的控制软件；
沿着显微物镜(5)轴线方向调节载物台(7)和显微物镜(5)的距离使显微物镜(5)的出射光在晶体元件(6)的表面聚焦，然后调节载物台(7)使计算机(15)中的CCD相机(18)的控制软件中得到表层微区的缺陷显微图；
二、测量稳态光谱背底
三、测量晶体元件表面微缺陷可见光波段稳态荧光光谱
首先取下黑色遮挡板，设定可变波长激光器(1)参数，可变波长激光器(1)产生的激发光依次通过第一反射镜(2)的发射、光阑(3)的光斑直径调节、二向色镜(4)的反射、显微物镜(5)的聚焦后入射到晶体元件(6)表面缺陷位置并在晶体元件(6)上激发产生荧光信号，荧光信号经显微物镜(5)转化为平行光信号，平行光信号以45°角入射到二向色镜(4)，二向色镜(4)过滤掉激发光，其余波长光透过二向色镜(4)并进入滤光片(10)，滤光片(10)过滤掉杂散光后剩余荧光进入第一透镜(11)，第一透镜(11)将入射的平行光束聚焦，聚焦的平行光束进入光纤(12)并传输至光谱仪(13)中，光谱仪(13)所得光谱传输至计算机(15)进行数据处理，得到晶体元件表面微缺陷可见光波段稳态荧光光谱；所述光谱仪(13)为可见光光谱仪；
四、测量晶体元件表面微缺陷可见光波段瞬态荧光光谱
可变波长激光器(1)的参数设置与步骤三中相同，从步骤三获得的晶体元件表面微区缺陷的可见光波段稳态荧光光谱中获取荧光波段的中心波长，将时间相关单光子计数器(14)的波长设置调整为与荧光波段的中心波长相同，调整光纤(12)的位置使计算机(15)中的时间相关单光子计数器(14)的控制软件三原色强度到达最强，调整时间相关单光子计数器(14)的积分次数和频率至得到完整的电子衰减寿命曲线，即得到晶体元件表面微区缺陷的可见光波段瞬态荧光光谱；
五、测量晶体元件表面微缺陷近红外波段稳态荧光光谱
可变波长激光器(1)的参数设置与步骤三中相同，将光谱仪(13)更换为近红外波段光谱仪，可变波长激光器(1)产生的激发光依次通过第一反射镜(2)的发射、光阑(3)的光斑直径调节、二向色镜(4)的反射、显微物镜(5)的聚焦后入射到晶体元件(6)表面缺陷位置并在晶体元件(6)上激发产生荧光信号，荧光信号经显微物镜(5)转化为平行光信号，平行光信号以45°角入射到二向色镜(4)，二向色镜(4)过滤掉激发光，其余波长光透过二向色镜(4)并进入滤光片(10)，滤光片(10)过滤掉杂散光后剩余荧光进入第一透镜(11)，第一透镜(11)将入射的平行光束聚焦，聚焦的平行光束进入光纤(12)并传输至光谱仪(13)中，光谱仪(13)所得光谱传输至计算机(15)进行数据处理，得到晶体元件表面微区缺陷的近红外波段稳态荧光光谱；
六、改变步骤三中可变波长激光器(1)的波长并重复步骤三～五，获得不同激发光波长下的晶体元件表面微区缺陷的可见光波段瞬态荧光光谱和近红外波段稳态荧光光谱。


2.根据权利要求1所述的软脆光学晶体加工表层荧光性缺陷检测方法，其特征在于：步骤一中可变波长激光器(1)发出的550nm激发光依次通过第一反射镜(2)的发射、光阑(3)的光斑直径调节、二向色镜(4)的反射、显微物镜(5)的聚焦后入射到晶体元件(6)表面；白光光源(8)的出射...

【专利技术属性】
技术研发人员：程健，陈明君，刘伟龙，赵林杰，崔江，杨浩，刘启，刘志超，王健，许乔，
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