反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，屬于光學(xué)檢測技術(shù)領(lǐng)域中的光學(xué)元件表面疵病的檢測裝置，其目的在于提供一種可測量表面疵病深度躍變范圍達(dá)λ波長量級的反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置。其技術(shù)方案為：包括第一激光器、第二激光器、第一分光棱鏡、第一反射鏡、第一顯微物鏡、針孔、第一透鏡、第二反射鏡、第二分光棱鏡、第三反射鏡、第二透鏡、第三分光棱鏡、第二顯微物鏡、衰減器、計(jì)算機(jī)、CCD相機(jī)、第三顯微物鏡和二維平移臺。本實(shí)用新型適用于對高景深表面疵病且表面疵病橫向尺寸較大的光學(xué)元件的表面疵病進(jìn)行檢測。
【專利說明】
反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于光學(xué)檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種光學(xué)元件表面疵病的檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 光學(xué)元件表面疵病是由于元件表面在拋光過程中磨制不均勻所產(chǎn)生的，其表現(xiàn)為 元件表面上存在一系列劃痕或麻點(diǎn)，其會影響光學(xué)成像系統(tǒng)的成像質(zhì)量并危害高功率激光 系統(tǒng)的安全正常運(yùn)行。光學(xué)元件表面疵病的檢測結(jié)果是判斷光學(xué)元件合格與否的重要指標(biāo) 之一。目前，在工程檢測任務(wù)中，主要采用基于暗場散射成像法研制的設(shè)備儀器對于光學(xué)元 件表面疵病進(jìn)行定量檢測，相關(guān)設(shè)備儀器可以對表面疵病的橫向尺寸(劃痕的寬度、長度， 以及麻點(diǎn)的直徑)進(jìn)行定量測量，然而其不能獲得表面疵病的縱向深度，截面形狀等形貌信 息，實(shí)現(xiàn)對于光學(xué)元件表面疵病的三維形貌檢測，這不利于更加深入地了解和分析表面疵 病對光學(xué)裝置性能的影響。因此，在光學(xué)元件表面疵病的定量檢測中，表面疵病三維形貌的 精確測量具有重要意義。
[0003] 依據(jù)現(xiàn)有的檢測技術(shù)，可以利用白光干涉(WFL)光學(xué)輪廓儀或原子力顯微鏡(AFM) 對光學(xué)元件表面疵病的形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測，但是這兩種方法均存在測量速度緩慢，測量視 場較小的缺點(diǎn)，無法適用于對元件表面疵病的實(shí)時快速、全場定量化檢測。表面輪廓儀具有 較高的檢測精度，可以獲得200nm量級的橫向分辨率及nm量級的軸向分辨率，但測量視場較 小，通常為毫米量級，且測量速度比較緩慢，其需要在測量過程中使用壓電陶瓷(PZT)進(jìn)行 多步機(jī)械移相記錄多幀圖像;原子力顯微鏡的分辨率可以達(dá)到nm量級，但其測量視場一般 只能在微米量級，且在測量過程中需要對元件表面進(jìn)行逐點(diǎn)掃描，這一方面使得測量速度 非常緩慢，另一方面探針有可能在測量過程中觸碰元件表面而造成元件損傷?，F(xiàn)有技術(shù)利 用平行光對待測樣品進(jìn)行照射，經(jīng)待測樣品反射(或透射)后的反射平行光和經(jīng)分光棱鏡后 的透射平行光直接照射到CCD相機(jī)上形成干涉圖案。由于部分光學(xué)元件表面的疵病較小，反 射平行光經(jīng)待測樣品反射(或透射)后產(chǎn)生的相位分布的彎曲畸變較弱，因而反射平行光和 透射平行光在CCD相機(jī)上形成的干涉圖案不明顯，因而無法通過CCD相機(jī)上形成的干涉圖案 并通過一系列的計(jì)算得出待測樣品的三維形貌分布或者通過CCD相機(jī)上形成的干涉圖案計(jì) 算得出待測樣品的三維形貌分布的誤差較大，使得現(xiàn)有光學(xué)元件表面疵病檢測裝置對待測 樣品的三維形貌分布的精度和準(zhǔn)確度較低。
[0004] 基于上述技術(shù)問題，本申請于2015年8月26日提交了四件用于光學(xué)元件表面疵病 檢測的實(shí)用新型專利申請，這四件實(shí)用新型專利申請均是采用單波長激光器作為光源，利 用分光棱鏡將激光分為反射平行光和透射平行光，形成光程不同的兩條光路，最終照射到 待測樣品的反射(或透射)平行光經(jīng)過待測樣品反射(或透射)后和直接照射到CCD相機(jī)上的 透射平行光形成干涉圖案，對待測樣品的三維形貌分布的進(jìn)行精準(zhǔn)測量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 現(xiàn)有技術(shù)中，由于采用單波長激光器進(jìn)行測量，因而在測量時部分相位畸變的高 頻信息將會在傳播過程中損失，從而不能夠被干涉記錄，從而直接影響樣品形貌重建結(jié)果 的橫向分辨率;此外，當(dāng)樣品中存在深度大于波長量級的臺階狀結(jié)構(gòu)時，與之對應(yīng)的相位畸 變中會產(chǎn)生超過2π的相位躍變點(diǎn)，無法通過相位解包裹算法獲得正確的相位畸變分布以獲 得表面疵病形貌結(jié)構(gòu)，這限制了可以測量的表面疵病景深范圍。
[0006] 本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種可測量表面疵 病深度躍變范圍達(dá)λ波長量級的反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝 置。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：
[0008] -種反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，其特征在于:包 括第一激光器、第二激光器、第一分光棱鏡、第一反射鏡、第一顯微物鏡、針孔、第一透鏡、第 二反射鏡、第二分光棱鏡、第三反射鏡、第二透鏡、第三分光棱鏡、第二顯微物鏡、衰減器、計(jì) 算機(jī)、CCD相機(jī)、第三顯微物鏡和二維平移臺；
[0009] 所述第一激光器發(fā)出的細(xì)激光束入射至第一分光棱鏡，所述第二激光器發(fā)出的細(xì) 激光束經(jīng)第一反射鏡反射后入射至第一分光棱鏡，兩束細(xì)激光束入射至第一分光棱鏡后重 合為一束粗激光束并射出第一分光棱鏡，所述粗激光束依次經(jīng)過第一顯微物鏡、針孔、第一 透鏡后入射至第二分光棱鏡并經(jīng)第二分光棱鏡分為反射粗激光束和透射粗激光束;所述反 射粗激光束依次經(jīng)過第二反射鏡、第三反射鏡、第二透鏡、第三分光棱鏡、第二顯微物鏡后 入射至待測樣品上，反射粗激光束經(jīng)待測樣品反射后依次經(jīng)過第二顯微物鏡、第三分光棱 鏡后入射至CCD相機(jī);所述透射粗激光束依次經(jīng)過衰減器、第三顯微物鏡、第三分光棱鏡后 入射至CCD相機(jī);所述待測樣品連接于二維平移臺上，所述CCD相機(jī)與計(jì)算機(jī)電連接。
[0010] 其中，所述第一激光器產(chǎn)生波長為λΑ的細(xì)激光束，所述第二激光器產(chǎn)生波長為λΒ的 細(xì)激光束，且λΑ、λβ滿足公式λΑλβ/ | λΑ_λβ | ^：λΑ和/或λΑλβ/ | λΑ_λβ | ^：λβ。
[0011] 其中，所述針孔位于第一顯微物鏡的焦點(diǎn)上，所述粗激光束依次經(jīng)第一顯微物鏡、 針孔后擴(kuò)束為球面點(diǎn)光源。
[0012] 其中，所述針孔位于第一透鏡的焦點(diǎn)上。
[0013] 其中，所述第二透鏡、第二顯微物鏡的焦點(diǎn)重合，所述第二透鏡、第二顯微物鏡組 成共焦縮束系統(tǒng)。
[0014] 其中，所述第二顯微物鏡和第三顯微物鏡為放大倍率、數(shù)值孔徑、工作距離相同的 顯微物鏡，且第二顯微物鏡與第三分光棱鏡之間的距離等于第三顯微物鏡與第三分光棱鏡 之間的距離。
[0015] 其中，所述第一透鏡和第二透鏡均為消色差透鏡。
[0016] 其中，所述第一顯微物鏡、第二顯微物鏡和第三顯微物鏡均為消色差顯微物鏡。
[0017] 綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是：
[0018] 本實(shí)用新型中，通過CCD相機(jī)和計(jì)算機(jī)記錄待測光學(xué)元件數(shù)字干涉圖樣的相位分 布，計(jì)算待檢光學(xué)元件表面疵病的三維形貌分布A L，實(shí)現(xiàn)表面疵病三維形貌的實(shí)時快速全 場定量檢測，測試速度迅速，測量視場大，檢測精度高;通過在檢測光路中設(shè)置顯微物鏡，利 用顯微物鏡對由于表面疵病起伏引起的波前相位畸變中的高頻信息進(jìn)行收集，將尺寸微小 的光學(xué)元件表面疵病放大成像在CCD相機(jī)的靶面上，有效解決了部分相位畸變的高頻信息 在傳播過程中損失的問題，提高對于測試樣品的表面疵病的檢測精度;通過設(shè)置兩組激光 器，兩組激光器可產(chǎn)生兩束波長較為接近的激光，通過使用兩束波長較為接近(分別為λΑ和 λΒ)的激光作為光源分別進(jìn)行干涉圖案的記錄，其等效為使用復(fù)合波長為λ=λΑλΒ/|λ Α-λΒ|的 激光進(jìn)行干涉圖樣的記錄，由于波長λΑ和λΒ較為接近，使得復(fù)合波長λ遠(yuǎn)大于單一波長λ Α(或 λΒ)，從而將可以測量的表面疵病深度躍變范圍（臺階狀結(jié)構(gòu)高度）由單一波長λΑ(或λ Β)量級 拓展到復(fù)合波長λ量級，增加了可以測量的表面疵病景深范圍。此外，采用合成孔徑技術(shù)，通 過在測量過程中將待測樣品置于可進(jìn)行高精度二維平移的電控精密二維平移臺上，每完成 一次CCD單幅視場大小的測量，對待測樣品進(jìn)行二維平移以實(shí)現(xiàn)對整個大尺寸表面疵病的 掃描測量，從而增加了可以測量的表面疵病橫向尺寸范圍。
【附圖說明】
[0019] 圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 其中，附圖標(biāo)記為：1 一第一激光器、2-第二激光器、3-第一分光棱鏡、4一第一反 射鏡、5-第一顯微物鏡、6-針孔、7-第一透鏡、8-第二反射鏡、9 一第二分光棱鏡、10-第 三反射鏡、11一第二透鏡、12-第三分光棱鏡、13-第二顯微物鏡、14 一衰減器、15-計(jì)算 機(jī)、16-(XD相機(jī)、17-待測樣品、18-第二顯微物鏡、19 一二維平移臺。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。
[0022] 為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施 例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本 實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0023] -種反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，其包括第一激光 器1、第二激光器2、第一分光棱鏡3、第一反射鏡4、第一顯微物鏡5、針孔6、第一透鏡7、第二 反射鏡8、第二分光棱鏡9、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱鏡12、第二顯微物鏡13、 衰減器14、計(jì)算機(jī)15、C⑶相機(jī)16、第三顯微物鏡18和二維平移臺19。
[0024] 利用雙波長全息術(shù)檢測光學(xué)元件高景深表面疵病：
[0025] 第一激光器1可產(chǎn)生波長為λΑ的細(xì)激光束，第二激光器2可產(chǎn)生波長為λΒ的細(xì)激光 束，其中波長4與波長λβ較為接近，且λ·Α、λβ滿足公式λΑλβ/ | λΑ_λβ | 和/或λΑλβ/ | λΑ_λβ |多 λΒ。第一激光器1產(chǎn)生的細(xì)激光束直接入射至第一分光棱鏡3,第二激光器2產(chǎn)生的細(xì)激光束 入射至第一反射鏡4并在第一反射鏡4產(chǎn)生反射后入射至第一分光棱鏡3;兩束細(xì)激光束入 射至第一分光棱鏡3并在第一分光棱鏡3上準(zhǔn)確重合為一束粗激光束，該粗激光束射出第一 分光棱鏡3后依次經(jīng)過第一顯微物鏡5、針孔6、第一透鏡7后入射至第二分光棱鏡9，該粗激 光束在第二分光棱鏡9上產(chǎn)生反射形成反射粗激光束、產(chǎn)生透射形成透射粗激光束;該反射 粗激光束依次在第二反射鏡8上產(chǎn)生反射、在第三反射鏡10上產(chǎn)生反射、透射過第二透鏡 11、透射過第三分光棱鏡12、透射過第二顯微物鏡13后垂直入射至待測樣品17上，反射粗激 光束在待測樣品17上產(chǎn)生反射，且經(jīng)待測樣品17反射后的反射粗激光束依次透射過第二顯 微物鏡13、在第三分光棱鏡12上產(chǎn)生反射后入射至CCD相機(jī)16,并在(XD相機(jī)16的靶面上成 像，形成數(shù)字干涉圖樣A;透射粗激光束依次透射過衰減器14、第三顯微物鏡18、第三分光棱 鏡12后入射至C⑶相機(jī)16,并在CCD相機(jī)16的靶面上成像，形成數(shù)字干涉圖樣B;該(XD相機(jī)16 與計(jì)算機(jī)15電連接，CCD相機(jī)16將其采集到的數(shù)字干涉圖樣傳輸至計(jì)算機(jī)15。
[0026] 雙波長全息術(shù)的檢測流程為：（1)選擇待檢測的光學(xué)元件作為測試樣品，將測試樣 品置于顯微物鏡視場內(nèi)，CCD相機(jī)16分別記錄與單波長λ Α相應(yīng)的數(shù)字干涉圖樣A、與單波長λΒ 相應(yīng)的數(shù)字干涉圖樣Β; (2)分別計(jì)算數(shù)字干涉圖樣Α和數(shù)字干涉圖樣Β的相位分布φΑ和φΒ; (3 )計(jì)算待檢光學(xué)元件表面疵病的三維形貌分布△ L，
?其中λ為由單波長λΑ和λΒ得到的復(fù)合波 長，λ = λΑλβ/ | λΑ_λβ |。
[0027] 利用合成孔徑全息術(shù)進(jìn)行橫向尺寸較大的待測樣品的表面疵病檢測時：
[0028] 待測樣品17連接于二維平移臺19上，通過在測量過程中將待測樣品17置于可進(jìn)行 高精度二維平移的電控精密二維平移臺19上，每完成一次CCD單幅視場大小的測量，對待測 樣品17進(jìn)行二維平移以實(shí)現(xiàn)對整個大尺寸表面疵病的掃描測量。
[0029] 合成孔徑全息術(shù)的檢測流程為：（1)選擇待檢測的光學(xué)元件作為測試樣品，將測試 樣品的某部分邊緣區(qū)域置于顯微物鏡視場內(nèi)，作為掃描起始點(diǎn)，然后通過電控精密二維平 移臺控制元件進(jìn)行二維平移，以實(shí)現(xiàn)對整個表面缺陷的橫向二維掃描，記錄相應(yīng)的數(shù)字干 涉圖樣AO，A1……An; (2)計(jì)算各幅數(shù)字干涉圖樣A0，A1……An的相位分布 φΟ^ φ?*.....φ.η; (3)將相位分布φΟ，φ1"····φη按照其所對應(yīng)的缺陷區(qū)域位置坐標(biāo)進(jìn) 行拼接合成，得到與整個大尺寸表面疵病對應(yīng)的相位分布Φ; (4)計(jì)算待檢光學(xué)元件表面疵 病的三維形貌分布Δ L，Δ?=λφ/4π，其中λ為激光器的波長。
[0030] 此外，所述針孔6位于第一顯微物鏡5的焦點(diǎn)上，所述粗激光束依次經(jīng)第一顯微物 鏡5、針孔6后擴(kuò)束為球面點(diǎn)光源。
[0031] 此外，所述針孔6位于第一透鏡7的焦點(diǎn)上。由針孔6發(fā)出的球面光束經(jīng)第一透鏡7 后準(zhǔn)直為平行光束。
[0032]此外，所述第二透鏡11、第二顯微物鏡13的焦點(diǎn)重合，所述第二透鏡11、第二顯微 物鏡13組成共焦縮束系統(tǒng)。
[0033]此外，所述第二顯微物鏡13和第三顯微物鏡18為放大倍率、數(shù)值孔徑、工作距離相 同的顯微物鏡，且第二顯微物鏡13與第三分光棱鏡12之間的距離等于第三顯微物鏡18與第 三分光棱鏡12之間的距離。
[0034] 此外，所述第一透鏡7和第二透鏡11均為消色差透鏡。
[0035]此外，所述第一顯微物鏡5、第二顯微物鏡13和第三顯微物鏡18均為消色差顯微物 鏡。
[0036] 實(shí)施例1
[0037] -種反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，包括第一激光器 1、第二激光器2、第一分光棱鏡3、第一反射鏡4、第一顯微物鏡5、針孔6、第一透鏡7、第二反 射鏡8、第二分光棱鏡9、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱鏡12、第二顯微物鏡13、衰 減器14、計(jì)算機(jī)15、C⑶相機(jī)16、第三顯微物鏡18和二維平移臺19;
[0038] 所述第一激光器1發(fā)出的細(xì)激光束入射至第一分光棱鏡3,所述第二激光器2發(fā)出 的細(xì)激光束經(jīng)第一反射鏡4反射后入射至第一分光棱鏡3,兩束細(xì)激光束入射至第一分光棱 鏡3后重合為一束粗激光束并射出第一分光棱鏡3,所述粗激光束依次經(jīng)過第一顯微物鏡5、 針孔6、第一透鏡7后入射至第二分光棱鏡9并經(jīng)第二分光棱鏡9分為反射粗激光束和透射粗 激光束;所述反射粗激光束依次經(jīng)過第二反射鏡8、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱 鏡12、第二顯微物鏡13后垂直入射至待測樣品17上，反射粗激光束經(jīng)待測樣品17反射后依 次經(jīng)過第二顯微物鏡13、第三分光棱鏡12后入射至(XD相機(jī)16;所述透射粗激光束依次經(jīng)過 衰減器14、第三顯微物鏡18、第三分光棱鏡12后入射至CCD相機(jī)16,待測樣品17連接于二維 平移臺19上，所述C⑶相機(jī)16與計(jì)算機(jī)15電連接。
[0039] 實(shí)施例2
[0040] -種反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，包括第一激光器 1、第二激光器2、第一分光棱鏡3、第一反射鏡4、第一顯微物鏡5、針孔6、第一透鏡7、第二反 射鏡8、第二分光棱鏡9、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱鏡12、第二顯微物鏡13、衰 減器14、計(jì)算機(jī)15、C⑶相機(jī)16、第三顯微物鏡18和二維平移臺19;
[0041] 所述第一激光器1發(fā)出的細(xì)激光束入射至第一分光棱鏡3,所述第二激光器2發(fā)出 的細(xì)激光束經(jīng)第一反射鏡4反射后入射至第一分光棱鏡3,兩束細(xì)激光束入射至第一分光棱 鏡3后重合為一束粗激光束并射出第一分光棱鏡3,所述粗激光束依次經(jīng)過第一顯微物鏡5、 針孔6、第一透鏡7后入射至第二分光棱鏡9并經(jīng)第二分光棱鏡9分為反射粗激光束和透射粗 激光束;所述反射粗激光束依次經(jīng)過第二反射鏡8、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱 鏡12、第二顯微物鏡13后垂直入射至待測樣品17上，反射粗激光束經(jīng)待測樣品17反射后依 次經(jīng)過第二顯微物鏡13、第三分光棱鏡12后入射至(XD相機(jī)16;所述透射粗激光束依次經(jīng)過 衰減器14、第三顯微物鏡18、第三分光棱鏡12后入射至CCD相機(jī)16,待測樣品17連接于二維 平移臺19上，所述C⑶相機(jī)16與計(jì)算機(jī)15電連接。
[0042] 其中，所述第一激光器1產(chǎn)生波長為λΑ的細(xì)激光束，所述第二激光器2產(chǎn)生波長為λΒ 的細(xì)激光束，且λΑ、λβ滿足公式λΑλβ/ | λΑ_λβ | ^：λΑ和/或λΑλβ/ | λΑ_λβ | ^：λβ。
[0043] 實(shí)施例3
[0044] -種反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，包括第一激光器 1、第二激光器2、第一分光棱鏡3、第一反射鏡4、第一顯微物鏡5、針孔6、第一透鏡7、第二反 射鏡8、第二分光棱鏡9、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱鏡12、第二顯微物鏡13、衰 減器14、計(jì)算機(jī)15、C⑶相機(jī)16、第三顯微物鏡18和二維平移臺19;
[0045]所述第一激光器1發(fā)出的細(xì)激光束入射至第一分光棱鏡3,所述第二激光器2發(fā)出 的細(xì)激光束經(jīng)第一反射鏡4反射后入射至第一分光棱鏡3,兩束細(xì)激光束入射至第一分光棱 鏡3后重合為一束粗激光束并射出第一分光棱鏡3,所述粗激光束依次經(jīng)過第一顯微物鏡5、 針孔6、第一透鏡7后入射至第二分光棱鏡9并經(jīng)第二分光棱鏡9分為反射粗激光束和透射粗 激光束;所述反射粗激光束依次經(jīng)過第二反射鏡8、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱 鏡12、第二顯微物鏡13后垂直入射至待測樣品17上，反射粗激光束經(jīng)待測樣品17反射后依 次經(jīng)過第二顯微物鏡13、第三分光棱鏡12后入射至(XD相機(jī)16;所述透射粗激光束依次經(jīng)過 衰減器14、第三顯微物鏡18、第三分光棱鏡12后入射至CCD相機(jī)16,待測樣品17連接于二維 平移臺19上，所述C⑶相機(jī)16與計(jì)算機(jī)15電連接。
[0046]其中，所述針孔6位于第一顯微物鏡5的焦點(diǎn)上，所述粗激光束依次經(jīng)第一顯微物 鏡5、針孔6后擴(kuò)束為球面點(diǎn)光源。
[0047] 實(shí)施例4
[0048] -種反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，包括第一激光器 1、第二激光器2、第一分光棱鏡3、第一反射鏡4、第一顯微物鏡5、針孔6、第一透鏡7、第二反 射鏡8、第二分光棱鏡9、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱鏡12、第二顯微物鏡13、衰 減器14、計(jì)算機(jī)15、C⑶相機(jī)16、第三顯微物鏡18和二維平移臺19;
[0049]所述第一激光器1發(fā)出的細(xì)激光束入射至第一分光棱鏡3,所述第二激光器2發(fā)出 的細(xì)激光束經(jīng)第一反射鏡4反射后入射至第一分光棱鏡3,兩束細(xì)激光束入射至第一分光棱 鏡3后重合為一束粗激光束并射出第一分光棱鏡3,所述粗激光束依次經(jīng)過第一顯微物鏡5、 針孔6、第一透鏡7后入射至第二分光棱鏡9并經(jīng)第二分光棱鏡9分為反射粗激光束和透射粗 激光束;所述反射粗激光束依次經(jīng)過第二反射鏡8、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱 鏡12、第二顯微物鏡13后垂直入射至待測樣品17上，反射粗激光束經(jīng)待測樣品17反射后依 次經(jīng)過第二顯微物鏡13、第三分光棱鏡12后入射至(XD相機(jī)16;所述透射粗激光束依次經(jīng)過 衰減器14、第三顯微物鏡18、第三分光棱鏡12后入射至CCD相機(jī)16,待測樣品17連接于二維 平移臺19上，所述C⑶相機(jī)16與計(jì)算機(jī)15電連接。
[0050]其中，所述針孔6位于第一透鏡7的焦點(diǎn)上。
[0051 ] 實(shí)施例5
[0052] -種反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，包括第一激光器 1、第二激光器2、第一分光棱鏡3、第一反射鏡4、第一顯微物鏡5、針孔6、第一透鏡7、第二反 射鏡8、第二分光棱鏡9、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱鏡12、第二顯微物鏡13、衰 減器14、計(jì)算機(jī)15、C⑶相機(jī)16、第三顯微物鏡18和二維平移臺19;
[0053]所述第一激光器1發(fā)出的細(xì)激光束入射至第一分光棱鏡3,所述第二激光器2發(fā)出 的細(xì)激光束經(jīng)第一反射鏡4反射后入射至第一分光棱鏡3,兩束細(xì)激光束入射至第一分光棱 鏡3后重合為一束粗激光束并射出第一分光棱鏡3,所述粗激光束依次經(jīng)過第一顯微物鏡5、 針孔6、第一透鏡7后入射至第二分光棱鏡9并經(jīng)第二分光棱鏡9分為反射粗激光束和透射粗 激光束;所述反射粗激光束依次經(jīng)過第二反射鏡8、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱 鏡12、第二顯微物鏡13后垂直入射至待測樣品17上，反射粗激光束經(jīng)待測樣品17反射后依 次經(jīng)過第二顯微物鏡13、第三分光棱鏡12后入射至(XD相機(jī)16;所述透射粗激光束依次經(jīng)過 衰減器14、第三顯微物鏡18、第三分光棱鏡12后入射至CCD相機(jī)16,待測樣品17連接于二維 平移臺19上，所述C⑶相機(jī)16與計(jì)算機(jī)15電連接。
[0054]其中，所述第二透鏡11、第二顯微物鏡13的焦點(diǎn)重合，所述第二透鏡11、第二顯微 物鏡13組成共焦縮束系統(tǒng)。
[0055] 實(shí)施例6
[0056] -種反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，包括第一激光器 1、第二激光器2、第一分光棱鏡3、第一反射鏡4、第一顯微物鏡5、針孔6、第一透鏡7、第二反 射鏡8、第二分光棱鏡9、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱鏡12、第二顯微物鏡13、衰 減器14、計(jì)算機(jī)15、C⑶相機(jī)16、第三顯微物鏡18和二維平移臺19;
[0057]所述第一激光器1發(fā)出的細(xì)激光束入射至第一分光棱鏡3,所述第二激光器2發(fā)出 的細(xì)激光束經(jīng)第一反射鏡4反射后入射至第一分光棱鏡3,兩束細(xì)激光束入射至第一分光棱 鏡3后重合為一束粗激光束并射出第一分光棱鏡3,所述粗激光束依次經(jīng)過第一顯微物鏡5、 針孔6、第一透鏡7后入射至第二分光棱鏡9并經(jīng)第二分光棱鏡9分為反射粗激光束和透射粗 激光束;所述反射粗激光束依次經(jīng)過第二反射鏡8、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱 鏡12、第二顯微物鏡13后垂直入射至待測樣品17上，反射粗激光束經(jīng)待測樣品17反射后依 次經(jīng)過第二顯微物鏡13、第三分光棱鏡12后入射至(XD相機(jī)16;所述透射粗激光束依次經(jīng)過 衰減器14、第三顯微物鏡18、第三分光棱鏡12后入射至CCD相機(jī)16,待測樣品17連接于二維 平移臺19上，所述C⑶相機(jī)16與計(jì)算機(jī)15電連接。
[0058]其中，所述第二顯微物鏡13和第三顯微物鏡18為放大倍率、數(shù)值孔徑、工作距離相 同的顯微物鏡，且第二顯微物鏡13與第三分光棱鏡12之間的距離等于第三顯微物鏡18與第 三分光棱鏡12之間的距離。
[0059] 實(shí)施例7
[0060] -種反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，包括第一激光器 1、第二激光器2、第一分光棱鏡3、第一反射鏡4、第一顯微物鏡5、針孔6、第一透鏡7、第二反 射鏡8、第二分光棱鏡9、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱鏡12、第二顯微物鏡13、衰 減器14、計(jì)算機(jī)15、C⑶相機(jī)16、第三顯微物鏡18和二維平移臺19;
[0061] 所述第一激光器1發(fā)出的細(xì)激光束入射至第一分光棱鏡3,所述第二激光器2發(fā)出 的細(xì)激光束經(jīng)第一反射鏡4反射后入射至第一分光棱鏡3,兩束細(xì)激光束入射至第一分光棱 鏡3后重合為一束粗激光束并射出第一分光棱鏡3,所述粗激光束依次經(jīng)過第一顯微物鏡5、 針孔6、第一透鏡7后入射至第二分光棱鏡9并經(jīng)第二分光棱鏡9分為反射粗激光束和透射粗 激光束;所述反射粗激光束依次經(jīng)過第二反射鏡8、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱 鏡12、第二顯微物鏡13后垂直入射至待測樣品17上，反射粗激光束經(jīng)待測樣品17反射后依 次經(jīng)過第二顯微物鏡13、第三分光棱鏡12后入射至(XD相機(jī)16;所述透射粗激光束依次經(jīng)過 衰減器14、第三顯微物鏡18、第三分光棱鏡12后入射至CCD相機(jī)16,待測樣品17連接于二維 平移臺19上，所述C⑶相機(jī)16與計(jì)算機(jī)15電連接。
[0062] 其中，所述第一透鏡7和第二透鏡11均為消色差透鏡。
[0063] 實(shí)施例8
[0064] -種反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，包括第一激光器 1、第二激光器2、第一分光棱鏡3、第一反射鏡4、第一顯微物鏡5、針孔6、第一透鏡7、第二反 射鏡8、第二分光棱鏡9、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱鏡12、第二顯微物鏡13、衰 減器14、計(jì)算機(jī)15、C⑶相機(jī)16、第三顯微物鏡18和二維平移臺19;
[0065] 所述第一激光器1發(fā)出的細(xì)激光束入射至第一分光棱鏡3,所述第二激光器2發(fā)出 的細(xì)激光束經(jīng)第一反射鏡4反射后入射至第一分光棱鏡3,兩束細(xì)激光束入射至第一分光棱 鏡3后重合為一束粗激光束并射出第一分光棱鏡3,所述粗激光束依次經(jīng)過第一顯微物鏡5、 針孔6、第一透鏡7后入射至第二分光棱鏡9并經(jīng)第二分光棱鏡9分為反射粗激光束和透射粗 激光束;所述反射粗激光束依次經(jīng)過第二反射鏡8、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱 鏡12、第二顯微物鏡13后垂直入射至待測樣品17上，反射粗激光束經(jīng)待測樣品17反射后依 次經(jīng)過第二顯微物鏡13、第三分光棱鏡12后入射至(XD相機(jī)16;所述透射粗激光束依次經(jīng)過 衰減器14、第三顯微物鏡18、第三分光棱鏡12后入射至CCD相機(jī)16,待測樣品17連接于二維 平移臺19上，所述C⑶相機(jī)16與計(jì)算機(jī)15電連接。
[0066]其中，所述第一顯微物鏡5、第二顯微物鏡13和第三顯微物鏡18均為消色差顯微物 鏡。
[0067] 實(shí)施例9
[0068] -種反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，包括第一激光器 1、第二激光器2、第一分光棱鏡3、第一反射鏡4、第一顯微物鏡5、針孔6、第一透鏡7、第二反 射鏡8、第二分光棱鏡9、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱鏡12、第二顯微物鏡13、衰 減器14、計(jì)算機(jī)15、C⑶相機(jī)16、第三顯微物鏡18和二維平移臺19;
[0069]所述第一激光器1發(fā)出的細(xì)激光束入射至第一分光棱鏡3,所述第二激光器2發(fā)出 的細(xì)激光束經(jīng)第一反射鏡4反射后入射至第一分光棱鏡3,兩束細(xì)激光束入射至第一分光棱 鏡3后重合為一束粗激光束并射出第一分光棱鏡3,所述粗激光束依次經(jīng)過第一顯微物鏡5、 針孔6、第一透鏡7后入射至第二分光棱鏡9并經(jīng)第二分光棱鏡9分為反射粗激光束和透射粗 激光束;所述反射粗激光束依次經(jīng)過第二反射鏡8、第三反射鏡10、第二透鏡11、第三分光棱 鏡12、第二顯微物鏡13后垂直入射至待測樣品17上，反射粗激光束經(jīng)待測樣品17反射后依 次經(jīng)過第二顯微物鏡13、第三分光棱鏡12后入射至(XD相機(jī)16;所述透射粗激光束依次經(jīng)過 衰減器14、第三顯微物鏡18、第三分光棱鏡12后入射至CCD相機(jī)16,待測樣品17連接于二維 平移臺19上，所述C⑶相機(jī)16與計(jì)算機(jī)15電連接。
[0070] 其中，所述第一激光器1產(chǎn)生波長為λΑ的細(xì)激光束，所述第二激光器2產(chǎn)生波長為λΒ 的細(xì)激光束，且λΑ、λβ滿足公式λΑλβ/ | λΑ_λβ | ^：λΑ和/或λΑλβ/ | λΑ_λβ | ^：λβ。
[0071] 其中，所述針孔6位于第一顯微物鏡5的焦點(diǎn)上，所述粗激光束依次經(jīng)第一顯微物 鏡5、針孔6后擴(kuò)束為球面點(diǎn)光源。
[0072] 其中，所述針孔6位于第一透鏡7的焦點(diǎn)上。
[0073]其中，所述第二透鏡11、第二顯微物鏡13的焦點(diǎn)重合，所述第二透鏡11、第二顯微 物鏡13組成共焦縮束系統(tǒng)。
[0074]其中，所述第二顯微物鏡13和第三顯微物鏡18為放大倍率、數(shù)值孔徑、工作距離相 同的顯微物鏡，且第二顯微物鏡13與第三分光棱鏡12之間的距離等于第三顯微物鏡18與第 三分光棱鏡12之間的距離。
[0075]其中，所述第一透鏡7和第二透鏡11均為消色差透鏡。
[0076]其中，所述第一顯微物鏡5、第二顯微物鏡13和第三顯微物鏡18均為消色差顯微物 鏡。
[0077]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本 實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，其特征在于:包括 第一激光器（1)、第二激光器(2)、第一分光棱鏡(3)、第一反射鏡(4)、第一顯微物鏡(5)、針 孔(6)、第一透鏡(7)、第二反射鏡(8)、第二分光棱鏡(9)、第三反射鏡（10)、第二透鏡（11)、 第三分光棱鏡（12)、第二顯微物鏡（13)、衰減器（14)、計(jì)算機(jī)（15)、CCD相機(jī)（16)、第三顯微 物鏡(18)和二維平移臺（19); 所述第一激光器（1)發(fā)出的細(xì)激光束入射至第一分光棱鏡（3)，所述第二激光器(2)發(fā) 出的細(xì)激光束經(jīng)第一反射鏡(4)反射后入射至第一分光棱鏡(3 )，兩束細(xì)激光束入射至第一 分光棱鏡(3)后重合為一束粗激光束并射出第一分光棱鏡(3)，所述粗激光束依次經(jīng)過第一 顯微物鏡(5)、針孔(6)、第一透鏡(7)后入射至第二分光棱鏡(9)并經(jīng)第二分光棱鏡(9)分為 反射粗激光束和透射粗激光束;所述反射粗激光束依次經(jīng)過第二反射鏡（8)、第三反射鏡 (10 )、第二透鏡（11 )、第三分光棱鏡（12 )、第二顯微物鏡（13)后入射至待測樣品（17)上，反 射粗激光束經(jīng)待測樣品（17)反射后依次經(jīng)過第二顯微物鏡（13 )、第三分光棱鏡（12)后入射 至CCD相機(jī)（16);所述透射粗激光束依次經(jīng)過衰減器（14 )、第三顯微物鏡（18 )、第三分光棱 鏡（12)后入射至CCD相機(jī)（16);所述待測樣品（17)連接于二維平移臺（19)上，所述CCD相機(jī) (16)與計(jì)算機(jī)(15)電連接。2. 如權(quán)利要求1所述的反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，其 特征在于:所述第一激光器(1)產(chǎn)生波長為λ Α的細(xì)激光束，所述第二激光器(2)產(chǎn)生波長為λΒ 的細(xì)激光束，且λΑ、λβ滿足公式λΑλβ/ | λΑ_λβ | ^：λΑ和/或λΑλβ/ | λΑ_λβ | ^：λβ。3. 如權(quán)利要求1所述的反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，其 特征在于:所述針孔(6)位于第一顯微物鏡(5)的焦點(diǎn)上，所述粗激光束依次經(jīng)第一顯微物 鏡(5 )、針孔(6)后擴(kuò)束為球面點(diǎn)光源。4. 如權(quán)利要求1所述的反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，其 特征在于:所述針孔(6)位于第一透鏡(7)的焦點(diǎn)上。5. 如權(quán)利要求1所述的反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，其 特征在于:所述第二透鏡（11)、第二顯微物鏡（13)的焦點(diǎn)重合，所述第二透鏡（11)、第二顯 微物鏡(13)組成共焦縮束系統(tǒng)。6. 如權(quán)利要求1所述的反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測裝置，其 特征在于:所述第二顯微物鏡（13)和第三顯微物鏡（18)為放大倍率、數(shù)值孔徑、工作距離相 同的顯微物鏡，且第二顯微物鏡（13)與第三分光棱鏡（12)之間的距離等于第三顯微物鏡 (18)與第三分光棱鏡（12)之間的距咼。7. 如權(quán)利要求1-6中任一所述的反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測 裝置，其特征在于:所述第一透鏡(7)和第二透鏡(11)均為消色差透鏡。8. 如權(quán)利要求1-6中任一所述的反射雙波長合成孔徑全息術(shù)的光學(xué)元件表面疵病檢測 裝置，其特征在于:所述第一顯微物鏡(5)、第二顯微物鏡（13)和第三顯微物鏡（18)均為消 色差顯微物鏡。
【文檔編號】G01N21/88GK205643181SQ201521129979
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年12月30日
【發(fā)明人】姜宏振, 鄭芳蘭, 劉勇, 劉旭, 李 東, 楊, 楊 一, 陳竹, 任寰, 張霖, 周信達(dá), 鄭垠波, 原泉, 石振東, 巴榮聲, 李文洪, 于德強(qiáng), 袁靜, 丁磊, 馬可, 馬玉榮, 馮曉璇, 陳波, 楊曉瑜
【申請人】中國工程物理研究院激光聚變研究中心