本發(fā)明屬于空間光調(diào)制器，具體涉及一種空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、相位型空間光調(diào)制器，其光學(xué)靶面的面型誤差是產(chǎn)品性能的決定性因素之一。導(dǎo)致面型誤差的因素很多，包括原材料零部件不平整、工藝裝配應(yīng)力、溫度差導(dǎo)致的不均勻、使用時(shí)受力不均、熱應(yīng)力不均等；因此，面型質(zhì)量品控檢測(cè)非常重要。

2、現(xiàn)有檢測(cè)面型的方法，都是采用干涉法，無論是采用商業(yè)干涉儀還是自己搭建干涉光路，或利用光波自干涉，其問題在于干涉判斷方法的技術(shù)門檻較高，涉及光路穩(wěn)定性要求高，對(duì)操作人員技術(shù)要求高。

3、因此，如何快速判斷空間光調(diào)制器的面型質(zhì)量，以便于在使用空間光調(diào)制器時(shí)能提前判斷能否滿足科研工作要求，或在空間光調(diào)制器的生產(chǎn)品控環(huán)節(jié)及時(shí)發(fā)現(xiàn)不良品，已成為現(xiàn)有技術(shù)中一亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)系統(tǒng)及方法，用以解決現(xiàn)有的干涉判斷方法的技術(shù)門檻較高，涉及光路穩(wěn)定性要求高，對(duì)操作人員技術(shù)要求高的問題。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

3、第一方面，本發(fā)明提供了一種空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：上位機(jī)、空間光調(diào)制器、準(zhǔn)直光源和采集器，所述空間光調(diào)制器和采集器均與上位機(jī)通信連接；

4、所述準(zhǔn)直光源用于輸出光束，所述光束射入到空間光調(diào)制器的靶面上；

5、所述空間光調(diào)制器用于加載以預(yù)設(shè)中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的柱透鏡相位圖，以柱透鏡相位圖對(duì)光束進(jìn)行調(diào)制，發(fā)射出線光斑；

6、所述采集器用于在柱透鏡相位圖旋轉(zhuǎn)的過程中采集空間光調(diào)制器發(fā)射出的線光斑的圖案；并將采集到的線光斑的圖案上傳至上位機(jī)；所述上位機(jī)用于對(duì)線光斑的圖案進(jìn)行可視化展示，并對(duì)線光斑的圖案進(jìn)行缺陷分析，得到空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)結(jié)果。

7、優(yōu)選地，所述柱透鏡相位圖由上位機(jī)生成，所述上位機(jī)用于控制柱透鏡相位圖以預(yù)設(shè)中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，且將處于旋轉(zhuǎn)過程中的柱透鏡相位圖同步給空間光調(diào)制器。

8、優(yōu)選地，所述空間光調(diào)制器包括：依次通信相連的數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)解碼單元、尋址數(shù)據(jù)生成器、尋址驅(qū)動(dòng)器和光學(xué)頭；

9、所述數(shù)據(jù)接口用于連接上位機(jī)，接收上位機(jī)同步的處于旋轉(zhuǎn)過程中的柱透鏡相位圖；

10、所述數(shù)據(jù)解碼單元用于對(duì)數(shù)據(jù)接口接收到的處于旋轉(zhuǎn)過程中的柱透鏡相位圖進(jìn)行解碼，得到解碼后的柱透鏡相位圖；

11、所述尋址數(shù)據(jù)生成器用于根據(jù)數(shù)據(jù)解碼單元輸出的解碼后的柱透鏡相位圖生成尋址數(shù)據(jù)；

12、所述尋址驅(qū)動(dòng)器用于根據(jù)尋址數(shù)據(jù)生成器輸出的尋址數(shù)據(jù)生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于驅(qū)動(dòng)光學(xué)頭對(duì)光束進(jìn)行調(diào)制，發(fā)射出線光斑。

13、優(yōu)選地，所述空間光調(diào)制器還包括：模式切換單元、自檢相位圖發(fā)生器和觸發(fā)接口；

14、所述模式切換單元用于切換空間光調(diào)制器的工作模式，所述工作模式包括：普通模式和自檢模式；

15、所述空間光調(diào)制器在普通模式下，通過數(shù)據(jù)接口接收上位機(jī)同步的處于旋轉(zhuǎn)過程中的柱透鏡相位圖；

16、所述空間光調(diào)制器在自檢模式下，通過自檢相位圖發(fā)生器生成柱透鏡相位圖，并控制柱透鏡相位圖以預(yù)設(shè)中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)；

17、在自檢模式下，所述自檢相位圖發(fā)生器用于生成的處于旋轉(zhuǎn)過程中的柱透鏡相位圖直接發(fā)送至尋址數(shù)據(jù)生成器；所述觸發(fā)接口用于連接采集器，所述觸發(fā)接口用于在自檢相位圖發(fā)生器每使柱透鏡相位圖繞著預(yù)設(shè)中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的角度達(dá)到預(yù)設(shè)角度后，生成一個(gè)觸發(fā)信號(hào)，以及將觸發(fā)信號(hào)發(fā)送至采集器。

18、優(yōu)選地，所述系統(tǒng)還包括：結(jié)構(gòu)安裝座，所述結(jié)構(gòu)安裝座上設(shè)有三個(gè)安裝座，所述準(zhǔn)直光源、所述空間光調(diào)制器和所述采集器分別可拆卸安裝在三個(gè)所述安裝座上。

19、優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)中心為空間光調(diào)制器的靶面的中心。

20、優(yōu)選地，所述空間光調(diào)制器的入射光線與出射光線之間的夾角范圍為10°~30°，其中，所述入射光線為準(zhǔn)直光源輸出的光束，所述出射光線為空間光調(diào)制器發(fā)射出的線光斑。

21、第二方面，本發(fā)明提供了一種空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)方法，所述方法應(yīng)用于空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)系統(tǒng)中的上位機(jī)，所述系統(tǒng)還包括：空間光調(diào)制器、準(zhǔn)直光源和采集器，所述空間光調(diào)制器和采集器均與上位機(jī)通信連接，所述準(zhǔn)直光源用于輸出光束，所述光束射入到空間光調(diào)制器的靶面；所述空間光調(diào)制器用于加載以預(yù)設(shè)中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的柱透鏡相位圖，以柱透鏡相位圖對(duì)光束進(jìn)行調(diào)制，發(fā)射出線光斑；所述采集器用于在柱透鏡相位圖旋轉(zhuǎn)的過程中采集空間光調(diào)制器發(fā)射出的線光斑的圖案；并將采集到的線光斑的圖案上傳至上位機(jī)；

22、所述方法包括：

23、獲取采集器采集的線光斑的圖案；

24、從預(yù)先構(gòu)建的標(biāo)準(zhǔn)圖樣庫(kù)中提取出理想標(biāo)準(zhǔn)圖樣；

25、將線光斑的圖案與理想標(biāo)準(zhǔn)圖樣進(jìn)行灰度值相減，得到灰度殘留值；

26、在灰度殘留值超過灰度閾值時(shí)，將線光斑的圖案標(biāo)記為存在面型缺陷；

27、對(duì)線光斑的圖案的直線橫截面灰度分布和/或直線縱向灰度分布進(jìn)行分析，得到空間光調(diào)制器的面型缺陷結(jié)果，所述空間光調(diào)制器的面型缺陷結(jié)果包括：面型缺陷類型和缺陷嚴(yán)重程度。

28、優(yōu)選地，所述標(biāo)準(zhǔn)圖樣庫(kù)中包含有理想標(biāo)準(zhǔn)圖樣和缺陷圖樣，所述方法還包括：將標(biāo)記有存在面型缺陷的線光斑的圖案加入到標(biāo)準(zhǔn)圖樣庫(kù)，以作為缺陷圖樣。

29、優(yōu)選地，所述方法還包括：

30、獲取標(biāo)準(zhǔn)面型的空間光調(diào)制器在對(duì)入射的光束進(jìn)行調(diào)制后發(fā)射出的線光斑的標(biāo)準(zhǔn)圖案，將線光斑的標(biāo)準(zhǔn)圖案加入到標(biāo)準(zhǔn)圖樣庫(kù)中，以作為理想標(biāo)準(zhǔn)圖樣；

31、將預(yù)設(shè)缺陷相位疊加到柱透鏡相位圖上，將疊加后的柱透鏡相位圖發(fā)送至標(biāo)準(zhǔn)面型的空間光調(diào)制器，以使空間光調(diào)制器基于疊加后的柱透鏡相位圖對(duì)入射的光束進(jìn)行調(diào)制，得到具有預(yù)設(shè)缺陷的線光斑；

32、獲取具有預(yù)設(shè)缺陷的線光斑的缺陷圖案，將具有預(yù)設(shè)缺陷的線光斑的缺陷圖案加入到標(biāo)準(zhǔn)圖樣庫(kù)中，以作為缺陷圖樣。

33、優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)缺陷相位包括：初階像差相位和高階像差相位。

34、有益效果：

35、本發(fā)明空間光調(diào)制器通過加載柱透鏡相位圖，就可以通過采集器采集線光斑的圖案，線光斑的圖案通過上位機(jī)進(jìn)行可視化展示，在上位機(jī)上可以直接觀察到線光斑的圖案是否存在面型缺陷，可以進(jìn)行人工檢查，降低了不良品篩選的難度；同時(shí)上位機(jī)還對(duì)線光斑的圖案進(jìn)行缺陷分析，可以得到空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)結(jié)果，例如面型缺陷類型和缺陷嚴(yán)重程度，非常適合品控產(chǎn)線工人快速篩選不良品。

技術(shù)特征：

1.一種空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：上位機(jī)、空間光調(diào)制器、準(zhǔn)直光源和采集器，所述空間光調(diào)制器和采集器均與上位機(jī)通信連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述柱透鏡相位圖由上位機(jī)生成，所述上位機(jī)用于控制柱透鏡相位圖以預(yù)設(shè)中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，且將處于旋轉(zhuǎn)過程中的柱透鏡相位圖同步給空間光調(diào)制器。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述空間光調(diào)制器包括：依次通信相連的數(shù)據(jù)接口、數(shù)據(jù)解碼單元、尋址數(shù)據(jù)生成器、尋址驅(qū)動(dòng)器和光學(xué)頭；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述空間光調(diào)制器還包括：模式切換單元、自檢相位圖發(fā)生器和觸發(fā)接口；

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)中心為空間光調(diào)制器的靶面的中心。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括：結(jié)構(gòu)安裝座，所述結(jié)構(gòu)安裝座上設(shè)有三個(gè)安裝座，所述準(zhǔn)直光源、所述空間光調(diào)制器和所述采集器分別可拆卸安裝在三個(gè)所述安裝座上。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述空間光調(diào)制器的入射光線與出射光線之間的夾角范圍為10°~30°，其中，所述入射光線為準(zhǔn)直光源輸出的光束，所述出射光線為空間光調(diào)制器發(fā)射出的線光斑。

8.一種空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)系統(tǒng)中的上位機(jī)，所述系統(tǒng)還包括：空間光調(diào)制器、準(zhǔn)直光源和采集器，所述空間光調(diào)制器和采集器均與上位機(jī)通信連接，所述準(zhǔn)直光源用于輸出光束，所述光束射入到空間光調(diào)制器的靶面；所述空間光調(diào)制器用于加載以預(yù)設(shè)中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的柱透鏡相位圖，以柱透鏡相位圖對(duì)光束進(jìn)行調(diào)制，發(fā)射出線光斑；所述采集器用于在柱透鏡相位圖旋轉(zhuǎn)的過程中采集空間光調(diào)制器發(fā)射出的線光斑的圖案；并將采集到的線光斑的圖案上傳至上位機(jī)；

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)圖樣庫(kù)中包含有理想標(biāo)準(zhǔn)圖樣和缺陷圖樣，所述方法還包括：將標(biāo)記有存在面型缺陷的線光斑的圖案加入到標(biāo)準(zhǔn)圖樣庫(kù)，以作為缺陷圖樣。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述方法還包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于空間光調(diào)制器技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)系統(tǒng)及方法，所述系統(tǒng)包括：上位機(jī)、空間光調(diào)制器、準(zhǔn)直光源和采集器，空間光調(diào)制器和采集器均與上位機(jī)通信連接；準(zhǔn)直光源用于輸出光束，光束射入到空間光調(diào)制器的靶面；空間光調(diào)制器用于加載以預(yù)設(shè)中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的柱透鏡相位圖，以柱透鏡相位圖對(duì)光束進(jìn)行調(diào)制，發(fā)射出線光斑；采集器用于在柱透鏡相位圖旋轉(zhuǎn)的過程中采集空間光調(diào)制器發(fā)射出的線光斑的圖案；并將采集到的線光斑的圖案上傳至上位機(jī)；上位機(jī)用于對(duì)線光斑的圖案進(jìn)行可視化展示，并對(duì)線光斑的圖案進(jìn)行缺陷分析，得到空間光調(diào)制器面型缺陷檢測(cè)結(jié)果。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)空間光調(diào)制器的在線檢測(cè)，快速篩選面型存在缺陷的產(chǎn)品。

技術(shù)研發(fā)人員：李紅陽(yáng),殷長(zhǎng)志
受保護(hù)的技術(shù)使用者：上海瑞立柯信息技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/18