本實用新型屬于晶棒檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種藍寶石晶棒檢測裝置。

背景技術(shù)：

在對藍寶石晶棒的品質(zhì)進行檢測時，多是檢測其是否有氣泡，還包括應(yīng)力、晶界和不圓度的檢測；目前常用的藍寶石晶棒檢測方法多是采用人工檢測+機器輔助的方法。在對氣泡進行檢測時，一般是把待檢測藍寶石晶棒拿到暗室里，用綠色激光筆或者強光白色手電照射晶棒一端，在晶棒側(cè)面觀察是否有氣泡、云霧等。對應(yīng)力和晶界進行檢測時，通常的做法是把藍寶石晶棒一端精磨，精磨的一端朝上放置在應(yīng)力儀上，通過觀察應(yīng)力儀上的馬耳他十字圖案，來判斷應(yīng)力的好壞；同時，通過觀察是否有“貓抓印”的圖案存在，來判斷是否存在晶界，但是這些特征都不是很明顯，需結(jié)合觀察者的經(jīng)驗來作出判斷。

上述檢測方法效率低，檢測誤差大，檢測結(jié)果要受到很多人為因素影響。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種藍寶石晶棒檢測裝置，旨在提供一種集氣泡、應(yīng)力和晶界檢測于一體的自動化檢測裝置。

本實用新型提供了一種藍寶石晶棒檢測裝置，包括：外容器、晶棒臺、鏡頭、第一CCD相機單元；

所述晶棒臺作為載物臺貫穿所述外容器的底端，所述晶棒臺為中空且與待檢測藍寶石晶棒接觸面為透明狀，內(nèi)嵌有平行光源及沿所述平行光源發(fā)出的平行光方向的起偏鏡，待檢測藍寶石晶棒置于所述晶棒臺上；所述鏡頭固定在所述外容器上方，所述鏡頭內(nèi)部設(shè)置有激光器，所述鏡頭底端設(shè)置有檢偏鏡；

所述平行光源發(fā)出的光經(jīng)過所述起偏鏡成為偏振光，所述偏振光照射到所述待檢測藍寶石晶棒上，帶有檢偏鏡的所述鏡頭用于采集經(jīng)過所述藍寶石晶棒的偏振光，得到包含有所述藍寶石晶棒的應(yīng)力和晶界形狀的圖像信息；

所述第一CCD相機單元設(shè)置于所述外容器四周，所述外容器四周安裝有移動裝置，可通過所述移動裝置帶動所述第一CCD相機單元同時沿所述外容器的高度方向運動；

所述鏡頭內(nèi)置的激光器發(fā)射出預(yù)置波長的激光，照射到所述待檢測藍寶石晶棒上，所述第一CCD相機單元用于通過沿所述外容器的高度方向運動來掃描所述藍寶石晶棒，得到包含有所述藍寶石晶棒的氣泡的圖像信息。

進一步地，所述藍寶石晶棒檢測裝置還包括第二CCD相機單元，所述第二CCD相機單元包括2個CCD相機，所述2個CCD相機以預(yù)置高度固定于所述外容器上方，并分布于所述鏡頭兩側(cè)；

所述平行光源發(fā)出的光經(jīng)過所述起偏鏡成為偏振光，所述偏振光照射到所述待檢測藍寶石晶棒上，所述2個CCD相機用于采集經(jīng)過所述藍寶石晶棒的偏振光，得到包含有所述藍寶石晶棒的晶界位置的圖像信息。

進一步地，所述外容器呈透明狀，內(nèi)裝有冬青油。

進一步地，所述預(yù)置波長的激光為514nm的激光。

進一步地，所述第一CCD相機單元包括3個CCD相機，其中，任2個CCD相機的中心點分別與所述外容器中心軸上的特定點連接，所成的夾角為120度；

所述外容器中心軸上的特定點為所述3個CCD相機所在平面與所述外容器中心軸的交點；

所述晶棒臺可旋轉(zhuǎn)，通過所述移動裝置帶動所述3個CCD相機沿所述外容器的高度方向運動，并掃描所述藍寶石晶棒，所述3個CCD相機從上端運動到下端后，旋轉(zhuǎn)所述晶棒臺，通過所述移動裝置繼續(xù)帶動所述3個CCD相機重復(fù)運動，直至掃描完所述藍寶石晶棒，得到包含有所述藍寶石晶棒的氣泡的圖像信息。

進一步地，所述晶棒臺內(nèi)嵌有全波片或1/4波片，所述平行光源發(fā)出的平行光經(jīng)過所述起偏鏡后變?yōu)槠窆猓⒔?jīng)過所述全波片或1/4波片濾波后，照射到所述待檢測藍寶石晶棒上。

本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本實用新型提供了一種藍寶石晶棒檢測裝置，利用帶有檢偏鏡的鏡頭掃描待檢測藍寶石晶棒，得到包含有所述待檢測藍寶石晶棒的應(yīng)力和晶界形狀的圖像信息；利用第一CCD相機單元掃描待檢測藍寶石晶棒，得到包含有所述待檢測藍寶石晶棒的氣泡的圖像信息，利用軟件對所述圖像信息進行整合，得到集待檢測藍寶石晶棒的應(yīng)力情況、晶界形狀和氣泡分布于一體的三維圖；能夠從所述三維圖中更簡便、準確的判斷晶棒品質(zhì)，大大的減少了人為因素對檢測結(jié)果的影響，提高了工作效率。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的一種藍寶石晶棒檢測裝置的示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

本實用新型的主要實現(xiàn)思想為：在藍寶石晶棒檢測裝置的底端設(shè)置一載物臺，載物臺內(nèi)部的平行光源發(fā)光，經(jīng)過起偏鏡成為偏振光，所述偏振光照射在待檢測藍寶石晶棒上，被帶有檢偏鏡的鏡頭收集，得到包含有所述藍寶石晶棒的應(yīng)力和晶界形狀的圖像信息；所述鏡頭射出514nm的綠色激光，照射在所述待檢測晶棒上，所述外容器外部分布的3個CCD相機通過上下移動來掃描晶棒，得到包含有所述藍寶石晶棒的氣泡的圖像信息；利用軟件對所述圖像信息進行整合，得到集所述待檢測藍寶石晶棒的應(yīng)力情況、晶界形狀和氣泡分布于一體的三維圖；通過觀察所述三維圖，來判斷是否有氣泡；通過觀察所述三維圖中的馬耳他十字干涉條紋來判斷應(yīng)力的大小，通過觀察所述三維圖中是否有“貓抓印”來判斷是否有晶界，從而實現(xiàn)對藍寶石晶棒的品質(zhì)檢測。

下面具體介紹這種藍寶石晶棒檢測裝置，如圖1所示，包括：外容器1、晶棒臺2、鏡頭3、第一CCD相機單元(圖中未示出)；

所述藍寶石晶棒檢測裝置由一個裝滿冬青油的透明外容器1作為主體，在所述外容器1底端貫穿設(shè)置一個可旋轉(zhuǎn)、升降的晶棒臺2作為載物臺，待檢測藍寶石晶棒置于所述晶棒臺2上，所述晶棒臺2為中空且與待檢測藍寶石晶棒接觸面為透明狀，即上端為透明狀，所述晶棒臺內(nèi)嵌有平行光源21及沿所述平行光源21發(fā)出的平行光方向的起偏鏡22和全波片23(也可用1/4波片代替全波片)；所述鏡頭3固定在所述外容器1上方并正對所述待檢測藍寶石晶棒，所述鏡頭3內(nèi)部設(shè)置有激光器，所述鏡頭3底端設(shè)置有檢偏鏡。

在放置所述待檢測藍寶石晶棒的時候，是將藍寶石晶棒光滑一面朝上，放置在晶棒臺2之上；并調(diào)整晶棒臺2的高度，使藍寶石晶棒上端與外容器1盛放的冬青油表面持平，在外容器1中裝入冬青油可以增加藍寶石晶棒表面的透光性。

在進行應(yīng)力和晶界形狀的檢測時，所述平行光源21發(fā)出的光經(jīng)過所述起偏鏡22成為偏振光，并經(jīng)過所述全波片23濾波后照射到所述待檢測藍寶石晶棒上，帶有檢偏鏡的所述鏡頭3采集經(jīng)過所述藍寶石晶棒的偏振光，得到包含有所述藍寶石晶棒的應(yīng)力和晶界形狀的圖像信息。

具體地，所述平行光源21發(fā)出的光為平行白光。

具體地，由于藍寶石具有雙折射性質(zhì)，平面偏振光可以被它分解為振動方向互相垂直的尋常光和非常光；而因兩者傳播速度不同，一個快，一個慢，透出藍寶石后，就產(chǎn)生了一個光程差，通過檢偏將看到尋常光和非常光在同一個平面內(nèi)產(chǎn)生的具有應(yīng)力、晶界特征的干涉色圖畫。

本實用新型實施例中，所述第一CCD相機單元為3個CCD相機，設(shè)置于所述外容器1外側(cè)，并分布于所述外容器1四周，所述外容器1四周安裝有移動裝置，可通過所述移動裝置帶動所述3個CCD相機同時沿所述外容器1的高度方向運動。

在進行氣泡情況的檢測時，所述鏡頭3內(nèi)置的激光器發(fā)射出預(yù)置波長的激光，照射到所述待檢測藍寶石晶棒上，所述3個CCD相機用于通過沿所述外容器1的高度方向運動來掃描所述藍寶石晶棒，得到包含有所述藍寶石晶棒的氣泡的圖像信息。

進一步地，本實用新型實施例提供的預(yù)置波長的激光為514nm的激光，選用這種綠色的激光會使得有氣泡的地方特征更加明顯，通過觀察這些特征更容易判斷是否有氣泡。

具體地，所述3個CCD相機中，任2個CCD相機的中心點分別與所述外容器中心軸上的特定點連接，所成的夾角為120度；所述外容器中心軸上的特定點為所述3個CCD相機所在平面與所述外容器1中心軸的交點。

更具體地，所述晶棒臺2可旋轉(zhuǎn)，通過所述移動裝置帶動所述3個CCD相機沿所述外容器1的高度方向運動，并掃描所述藍寶石晶棒，所述3個CCD相機從上端運動到下端后，旋轉(zhuǎn)所述晶棒臺2，通過所述移動裝置繼續(xù)帶動所述3個CCD相機重復(fù)運動，直至掃描完所述藍寶石晶棒，得到包含有所述藍寶石晶棒的氣泡的圖像信息。

進一步地，所述藍寶石晶棒檢測裝置還包括第二CCD相機單元，所述第二CCD相機單元包括2個CCD相機4，所述2個CCD相機4以預(yù)置高度固定于所述外容器1上方，并分布于所述鏡頭3兩側(cè)；

在進行晶界位置的檢測時，所述平行光源21發(fā)出的平行白光經(jīng)過所述起偏鏡22成為偏振光，所述偏振光照射到所述待檢測藍寶石晶棒上，所述2個CCD相機4用于采集經(jīng)過所述藍寶石晶棒的偏振光，因為這2個CCD相機4處于不同位置，通過不同位置的定位，可以判斷晶界在藍寶石晶棒上的高度，進而得到包含有所述藍寶石晶棒的晶界位置的圖像信息。

進一步地，將上述包含有所述藍寶石晶棒的應(yīng)力和晶界形狀的圖像信息、氣泡的圖像信息和晶界位置的圖像信息進行整合，利用圖像處理系統(tǒng)，生成一個包含氣泡位置的三維圖，并將包含有所述藍寶石晶棒的應(yīng)力、晶界形狀和位置的圖像信息附加在所述三維圖上，生成一個標注有晶棒內(nèi)部應(yīng)力情況、氣泡位置和晶界形狀及位置的三維圖；通過人眼觀察氣泡具有的特定的特征來判斷是否有氣泡，通過觀察馬耳他十字干涉條紋來判斷應(yīng)力的大小，通過觀察是否有“貓爪印”來判斷是否有晶界，并且通過觀察“貓爪印”的形狀和位置來判斷晶界的形狀和位置。

另外，利用上述得到的關(guān)于藍寶石晶棒的三維圖，通過軟件的擬合運算，可以得到藍寶石晶棒的尺寸，所述藍寶石晶棒的尺寸包括藍寶石晶棒的高度和藍寶石晶棒每處的直徑；同時，還可得到晶棒的不圓度，具體地，比如，2寸藍寶石晶棒的直徑是50.8mm，但是如果我們通過CCD掃描得到的藍寶石晶棒每處的直徑在50.8mm左右波動，那么通過數(shù)據(jù)對比就可以得出晶棒的不圓度。

本實用新型提供的一種藍寶石晶棒檢測裝置，對任何透明寶石晶棒的檢測都適用，其集應(yīng)力、氣泡和晶界檢測于一體，利用圖像處理系統(tǒng)，可直接在電腦上顯示包含藍寶石晶棒內(nèi)部晶界、氣泡位置和應(yīng)力情況的三維圖；能夠從所述三維圖中更簡便、準確的判斷晶棒品質(zhì)，減少藍寶石晶棒品質(zhì)檢測對人的依賴性，任何新手只要熟知晶體缺陷，就可以對晶棒品質(zhì)進行評估，提高了工作效率；同時，結(jié)合所述三維圖，可得到藍寶石晶棒的尺寸和不圓度。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。