光学表面及亚表面吸收缺陷的高分辨率检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种光学表面及亚表面吸收缺陷的高分辨率检测方法及装置，通过高度聚焦的泵浦激光照射样品来激发样品的红外辐射，同时利用泵浦激光所激发的红外辐射在特定波段对一些固体材料有一定穿透深度的物理特性来获得固体材料表面及亚表面对泵浦激光的光学吸收特性。通过扫描样品，该方法和装置可以在样品表面和亚表面区域内获得微米到亚微米量级的横向分辨率，适用于光热无损探伤、光热精密检测、光热显微成像与缺陷分析、特别是用于强激光系统内的光学元件缺陷检测等多个领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固体材料光学吸收缺陷探测领域，具体是一种光学表面及亚表面吸收缺陷的高分辨率检测方法及装置。
技术介绍
固体材料在其加工过程中不可避免地会引入表面缺陷以及亚表面缺陷，从而影响材料在其表面及亚表面的光学吸收特性。对很多光学材料而言，例如常用于强激光系统中的熔融石英玻璃和KDP晶体等，由于在材料切割、研磨、抛光等过程中引入的污染和缺陷，其表面及亚表面的光学质量往往比相关材料的本征特性差得很多,从而使得固体材料的表面及亚表面在很多应用中成为限制固体材料本征特性的问题，比如在强激光系统中成为最容易被激光损伤的薄弱环节。所以探测表面及亚表面吸收缺陷，并在此基础上结合加工工艺改进材料的表面及亚表面特性，有着非常重要的意义。固体材料光学表面缺陷的检测方法有很多，包括高分辨散射测量方法，高分辨荧光测量方法，原子力显微镜，扫描隧道显微镜，近场光学显微镜，以及高分辨光声显微镜，以及各类高分辨光热显微镜等。高分辨散射测量方法主要用于对由于光学折射率或者面形缺陷引起的不均匀性的检测分析，而难以用于吸收缺陷的检测分析。高分辨荧光测量方法可以较好的探测光学吸收缺陷，但是其探测的缺陷主要属于吸收并且本文档来自技高网...

【技术保护点】
光学表面及亚表面吸收缺陷的高分辨率检测方法，其特征在于：包括有对光热红外辐射透明样品的检测和对光热红外辐射不透明样品的检测，对光热红外辐射透明的样品，其被检测的光热红外辐射波段在样品内的吸收深度远大于样品厚度；对光热红外辐射不透明的样品，其被检测的光热红外辐射波段在样品内的吸收深度远小于样品的厚度；（1）、对光热红外辐射透明样品的检测，包括有以下步骤：a、泵浦激光束经高倍数、高数值孔径聚焦系统聚焦到被测样品前表面，并进入到被测样品内部，在泵浦激光束传输的过程中，在焦深之内的前表面及前亚表面区域，泵浦激光束激发强的光热红外辐射，此强光热红外辐射通过被测样品后从被测样品后表面出射，而在焦深之外的样...

【技术特征摘要】
1.学表面及亚表面吸收缺陷的高分辨率检测方法，其特征在于:包括有对光热红外辐射透明样品的检测和对光热红外辐射不透明样品的检测，对光热红外辐射透明的样品，其被检测的光热红外辐射波段在样品内的吸收深度远大于样品厚度；对光热红外辐射不透明的样品，其被检测的光热红外辐射波段在样品内的吸收深度远小于样品的厚度； (1)、对光热红外辐射透明样品的检测，包括有以下步骤: a、泵浦激光束经高倍数、高数值孔径聚焦系统聚焦到被测样品前表面，并进入到被测样品内部，在泵浦激光束传输的过程中，在焦深之内的前表面及前亚表面区域，泵浦激光束激发强的光热红外辐射，此强光热红外辐射通过被测样品后从被测样品后表面出射，而在焦深之外的样品内部区域，泵浦激光束将很快发散，同时其所激发的光热红外辐射将急剧减弱； b、从被测样品后表面出射的光热红外辐射通过红外滤波器，由红外辐射收集装置收集后进入红外探测系统上进行探测分析； (2)、对光热红外辐射不透明样品的检测，包括有以下步骤: a、泵浦激光束经过高倍数、高数值孔径光学聚焦系统聚焦到被测样品上，焦点位于样品后表面，在泵浦激光束传输的过程中，泵浦激光束在样品内部区域、后亚表面区域和后表面都激发了光热红外辐射，其中，后亚表面的探测深度为Q-1Cm,其中α为能够透过红外滤波器的光热红外辐射在被测样品中的平均吸收系数；被测样品探测深度以外的内部区域激发的光热红外辐射因被被测样品本身吸收而几乎全部衰减，而在后亚表面区域和后表面激发的光热红外辐射将透过被测样品后表面； b、从被测样品后表面出射的光热红外辐射通过红外滤波器，由红外辐射收集装置收集后进入红外探测系统上进行探测分析。2.根据权利要求1所述的光学表面及亚表面吸收缺陷的高分辨率检测方法，其特征在于:所述的步骤(I)中经过收集会聚后的光热红外辐射，再经过红外探测系统中的空间滤波器进一步滤除样品内部区域激发的弱光热红外辐射，最后在焦深之内的前表面及前亚表面区域激发的强光热红外辐射通...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴周令，陈坚，王炜，黄明，
申请(专利权)人：合肥知常光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：