【技术实现步骤摘要】
本申请涉及光学检测，特别涉及一种实时校正的激光系统及工作方法。
技术介绍
1、在现代激光光学工程实践中，通常需要激光穿透样品在内部聚焦扫描。现有技术方案中需要接口装置来保证样品在接受切削过程中始终保持相对固，通过接口的高度确定激光焦点工作距离，这种方法只是定位激光焦点初始位置，样品组织内部结构复杂，不同组织间的折射率有变化，激光焦点深度的调整依靠经验值，不能根据样品实际状况及时校正激光聚焦位置、扫描位置和成像位置。
2、目前，光学行业内普遍使用的传统测量方法为干涉测量法。干涉测量方法按照测试光路的形态不同可以分为共光路测量方法和非共光路测量方法。共光路干涉测量系统的提出可以有效解决传统的非共光路测量方法由于测试光与指示光不共光路导致测量精度和稳定性的降低等问题。共光路干涉测量系统采用同一单色激光光源产生一路参考波前和一路测量波前，这两路波前的干涉结果由相机探测器接收，并引起相机探测器芯片上采集到的图像条纹的变化。由两路波前之间的相位差可以计算出样品表面的面形数据，但是不能穿透样品在内部聚焦扫描，而且容易受到光束路径不一致、环境振动、温度扰动、空气湍流等环境因素的影响，引入较大的系统测量误差。
技术实现思路
1、鉴于此，有必要针对当前不能根据样品实际状况及时校正激光聚焦位置、扫描位置和成像位置的技术问题的提供一种可实时校正激光聚焦至匹配的坐标位置的实时校正的激光系统及工作方法。
2、为解决上述问题，本申请采用下述技术方案：
3、本申请提供了一种实时
4、激光发射单元（1）、光学相干层析成像单元（2）、光学引导单元（3）、三维振镜扫描单元（4）、高速相机（5）、数据分析处理单元（6）及控制单元（7），所述光学引导单元（3）包括第一二向分光镜（31）、光学扩束镜组（32）、准直透镜（33）、第二二向分光镜（34）和聚焦透镜（35）；所述激光发射单元（1）电性连接所述控制单元（7），所述数据分析处理单元（6）电性连接所述光学相干层析成像单元（2）、所述三维振镜扫描单元（4）及所述高速相机（5）；
5、所述激光发射单元（1）经所述控制单元（7）控制可产生能量和相位可调的第一激光束，所述第一激光束入射到所述第一二向分光镜（31）；所述光学相干层析成像单元（2）出射的成像光束入射进入所述第一二向分光镜（31）；
6、所述第一激光束及所述成像光束经所述第一二向分光镜（31）后再由所述三维振镜扫描单元（4）扫描后进入所述光学扩束镜组（32），所述光学扩束镜组（32）对入射的所述第一激光束和所述成像光束进行扩束，扩束之后的所述第一激光束和所述成像光束经所述准直透镜（33）准直后进入所述第二二向分光镜（34），所述第二二向分光镜（34）反射所述第一激光束和所述成像光束并经所述聚焦透镜（35）聚焦于第一样品处并产生样品反射光，所述样品反射光再依次经所述聚焦透镜（35）、所述第二二向分光镜（34）、所述准直透镜（33）及所述光学扩束镜组（32）进入所述三维振镜扫描单元（4），所述三维振镜扫描单元（4）扫描所述样品反射光并获取第一样品内部不同深度、宽度和轴向位置同时记录所述第一样品扫描点的位置信息和第一坐标信息并传输至所述数据分析处理单元（6）；
7、所述光学相干层析成像单元（2）扫描所述第一样品扫描点的位置信息和所述第一坐标信息，采集所述第一样品扫描点的样品反射光并获取所述第一样品扫描点的样品定位和/或形状信息以及第二坐标信息，并传输至所述数据分析处理单元（6）；
8、所述高速相机（5）采集所述第一样品扫描点的样品反射光，生成照片并传输至所述数据分析处理单元（6）；
9、所述数据分析处理单元（6）分析所述高速相机（5）生成所述第一样品扫描点的照片、所述光学相干断层扫描成像单元（2）获取的所述第一样品扫描点的样品定位和/或形状信息和所述三维激光振镜扫描单元（4）记录的所述第一样品扫描点位置信息，并进行相位解缠数据处理得到样品高精度波前或面形图像信息即时生成第一实时图像信息，并匹配所述第一坐标信息和所述第二坐标信息生成样品目标区域的第一扫描图案；
10、所述控制单元（7）根据所述第一扫描图案和所述第一实时图像信息校正所述激光发射单元（1）发出的所述激光束的能量和相位，生成第二激光束。
11、在其中一些实施例中，所述激光发射单元（1）包括通过光纤传输线路依次连接的激光器（11）、激光能量校正器（12）和空间光调制器（13），所述的激光器（11）为全光纤激光器，所述激光器（11）在所述控制单元（7）控制下发射激光束，其发射出的激光束是可以是连续发射的平行激光束，也可以是脉冲发射的脉冲激光束；所述激光能量校正器（12）设置与所述激光器（11）的出光口，用于校正所述激光器（11）发射的激光束的能量；所述空间光调制器（12）为反射式空间光调制器，连接在所述激光能量校正器（12）的出光口，用于调制入射到所述第一二向分光镜（31）上的光的波前相位。
12、在其中一些实施例中，所述光学相干断层扫描成像单元（2）的z 成像范围为4mm-8mm，成像时间为0.01-0.1 秒，帧率为 50-100 帧/秒，成像分辨率为5-7.5μm。
13、在其中一些实施例中，所述三维振镜扫描单元（4）的扫描光路、所述光学相干层析成像单元（2）和所述高速相机（5）的成像光路共轴。
14、在其中一些实施例中，所述聚焦透镜（35）将所述激光发射单元（1）发出的激光束精准地聚焦在样品并作为所述光学相干层析成像单元（2）成像镜头、所述高速相机（5）的拍摄镜头。
15、在其中一些实施例中，所述三维激光振镜扫描单元（4）、所述光学相干断层扫描成像单元（2）和所述高速相机（5）的光路同轴，所述样品同时在所述三维激光振镜扫描单元（4）扫描范围、所述光学相干断层扫描成像单元（2）成像范围和所述高速相机（5）拍摄范围内。
16、在其中一些实施例中，所述三维激光振镜扫描单元（2）、所述光学相干断层扫描成像单元（3）和所述高速相机（10）光路的同轴设计。
17、在其中一些实施例中，所述高速相机（5）的感光波段为可见光近红外波段，相机的成像芯片为ccd或cmos。
18、在其中一些实施例中，所述第二激光束采用与所述第一激光光束相同的光路聚集至第二样品区域；
19、所述三维振镜扫描单元（4）扫描第二样品内部不同深度、宽度和轴向位置的第二样品扫描点的反射光同时记录所述第二样品扫描点的位置信息和第三坐标信息，并传输至所述数据分析处理单元（6），所述光学相干层析成像单元（2）扫描所述第二样品扫描点的位置信息和第三坐标信息，采集所述第二样品扫描点的样品反射光并获取所述第二样品扫描点的样品定位和/或形状信息以及第四坐标信息，并传输至所述数据分析处理单元（6）；
20、所述数据分析处理单元（6）分析所述高速相机（5）生成的所述第二样品扫描点的照片、所述光学本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种实时校正的激光系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的实时校正的激光系统，其特征在于，所述激光发射单元（1）包括通过光纤传输线路依次连接的激光器（11）、激光能量校正器（12）和空间光调制器（13），所述的激光器（11）为全光纤激光器，所述激光器（11）在所述控制单元（7）控制下发射激光束，其发射出的激光束是可以是连续发射的平行激光束，也可以是脉冲发射的脉冲激光束；所述激光能量校正器（12）设置与所述激光器（11）的出光口，用于校正所述激光器（11）发射的激光束的能量；所述空间光调制器（12）为反射式空间光调制器，连接在所述激光能量校正器（12）的出光口，用于调制入射到所述第一二向分光镜（31）上的光的波前相位。
3.如权利要求1所述的实时校正的激光系统，其特征在于，所述光学相干断层扫描成像单元（2）的z 成像范围为4mm-8mm，成像时间为0.01-0.1 秒，帧率为 50-100 帧/秒，成像分辨率为5-7.5μm。
4.如权利要求1所述的实时校正的激光系统，其特征在于，所述三维振镜扫描单元（4）的扫描光路、所述光学相干层析
5.如权利要求1所述的实时校正的激光系统，其特征在于，所述聚焦透镜（35）将所述激光发射单元（1）发出的激光束精准地聚焦在样品并作为所述光学相干层析成像单元（2）成像镜头、所述高速相机（5）的拍摄镜头。
6.如权利要求1所述的实时校正的激光系统，其特征在于，所述三维激光振镜扫描单元（4）、所述光学相干断层扫描成像单元（2）和所述高速相机（5）的光路同轴，所述样品同时在所述三维激光振镜扫描单元（4）扫描范围、所述光学相干断层扫描成像单元（2）成像范围和所述高速相机（5）拍摄范围内。
7.如权利要求1所述的实时校正的激光系统，其特征在于，所述三维激光振镜扫描单元（2）、所述光学相干断层扫描成像单元（3）和所述高速相机（10）光路的同轴设计。
8.如权利要求1所述的实时校正的激光系统，其特征在于，所述高速相机（5）的感光波段为可见光近红外波段，相机的成像芯片为CCD或CMOS。
9.如权利要求1所述的实时校正的激光系统，其特征在于，所述第二激光束采用与所述第一激光光束相同的光路聚集至第二样品区域；
10.一种如权利要求1至9任一项所述的实时校正的激光系统的工作方法，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种实时校正的激光系统，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的实时校正的激光系统，其特征在于，所述激光发射单元（1）包括通过光纤传输线路依次连接的激光器（11）、激光能量校正器（12）和空间光调制器（13），所述的激光器（11）为全光纤激光器，所述激光器（11）在所述控制单元（7）控制下发射激光束，其发射出的激光束是可以是连续发射的平行激光束，也可以是脉冲发射的脉冲激光束；所述激光能量校正器（12）设置与所述激光器（11）的出光口，用于校正所述激光器（11）发射的激光束的能量；所述空间光调制器（12）为反射式空间光调制器，连接在所述激光能量校正器（12）的出光口，用于调制入射到所述第一二向分光镜（31）上的光的波前相位。
3.如权利要求1所述的实时校正的激光系统，其特征在于，所述光学相干断层扫描成像单元（2）的z 成像范围为4mm-8mm，成像时间为0.01-0.1 秒，帧率为 50-100 帧/秒，成像分辨率为5-7.5μm。
4.如权利要求1所述的实时校正的激光系统，其特征在于，所述三维振镜扫描单元（4）的扫描光路、所述光学相干层析成像单元（2）和所述高速相机（5）的成像光路共轴。
【专利技术属性】
技术研发人员：周辉，
申请(专利权)人：广东普洛宇飞生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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