而攜帶了被測(cè)表面的形貌信息，而參考光經(jīng)參考面的反射后也攜帶了參考面表面形貌的信息。通常，參考面的表面形貌信息是已知的，這樣，當(dāng)參考光與測(cè)量光相疊加時(shí)，形成的干涉條紋就同時(shí)攜帶了參考面及被測(cè)面的表面形貌信息。因?yàn)閰⒖济娴谋砻嫘蚊残畔⑹且阎?，通過處理，可以將被測(cè)表面的形貌信息解析出來，從而達(dá)到對(duì)表面形貌測(cè)量的目的。
[0067]這種干涉測(cè)量裝置對(duì)于測(cè)量靜止面是有效的，對(duì)于被測(cè)表面是移動(dòng)的情況，由于表面的移動(dòng)會(huì)不可避免地改變測(cè)量光路的光程，從而改變干涉結(jié)果，因而，這種裝置不適合于測(cè)量移動(dòng)表面。解決這一問題的辦法是剪切干涉。
[0068]在剪切干涉中，兩束互為參考光，他們?cè)诒粶y(cè)表面上幾乎是重疊的，只有一個(gè)很小的(相對(duì)于光斑直徑)的橫向位移，該位移通常稱為剪切距離。當(dāng)兩束光在探測(cè)器上重疊時(shí)，由于兩束光在被測(cè)表面上的位置非常接近，因而疊加后，兩束光波陣面上的位相差很小，而且這種位相差可以通過改變產(chǎn)生剪切干涉的棱鏡的位相而使之產(chǎn)生一個(gè)180度的相差，使得疊加后的干涉處處相消。如果被測(cè)表面有一個(gè)很小的形變，則當(dāng)兩束光在像平面上疊加后，由于剪切位移，有部分表面形變與參考光之間的位相差將無法消除，從而在像平面上產(chǎn)生一個(gè)亮的干涉條紋。
[0069]綜上所述，本實(shí)用新型提出的表面瑕疵光學(xué)檢測(cè)裝置及方法，可提高表面瑕疵的檢測(cè)精度及效率。
[0070]本實(shí)用新型采用了一個(gè)特殊設(shè)計(jì)的積分球作為散射信號(hào)采集器，該積分球的設(shè)計(jì)可以使入射光束沿原路返回，并使從遠(yuǎn)心掃描透鏡出射并垂直與被測(cè)表面的光線在一個(gè)方向做線性掃描。
[0071]該檢測(cè)裝置可加入一個(gè)剪切干涉系統(tǒng)，在散射掃描的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)剪切干涉掃描。
[0072]本實(shí)用新型采用掃描鏡面在一個(gè)方向進(jìn)行快速掃描，同時(shí)，同步控制Y移動(dòng)平臺(tái)來完成對(duì)一個(gè)二維平面的掃描。
[0073]此外，本實(shí)用新型采用同步控制來實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)平面的掃描和對(duì)由平面上每一點(diǎn)產(chǎn)生的激光散射和剪切干涉信號(hào)的同步采集，以得到一個(gè)被測(cè)平面的完整的激光散射和剪切干涉圖像。
[0074]這里本實(shí)用新型的描述和應(yīng)用是說明性的，并非想將本實(shí)用新型的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本實(shí)用新型的精神或本質(zhì)特征的情況下，本實(shí)用新型可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來實(shí)現(xiàn)。在不脫離本實(shí)用新型范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種表面瑕疵光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置包括:激光器、偏振器、擴(kuò)束鏡、第一調(diào)整鏡、第二調(diào)整鏡、第一偏振分光鏡、剪切棱鏡、掃描鏡面、遠(yuǎn)心掃描透鏡、積分球集光器、第一光電探測(cè)器、波片、第二偏振分光鏡、第二光電探測(cè)器； 所述激光器、偏振器、擴(kuò)束鏡依次設(shè)置；激光束從激光器發(fā)出，經(jīng)偏振器后，進(jìn)入擴(kuò)束鏡，作為激光散射掃描及剪切干涉的光源； 所述第一調(diào)整鏡、第二調(diào)整鏡設(shè)置于擴(kuò)束鏡及第一偏振分光鏡之間，光束經(jīng)擴(kuò)束鏡后由第一調(diào)整鏡、第二調(diào)整鏡調(diào)整后進(jìn)入第一偏振分光鏡；此時(shí)的光束偏振方向在與第一偏振分光鏡入射面法線和反射面法線所組成的面內(nèi)； 所述剪切棱鏡設(shè)置于第一偏振分光鏡及掃描鏡面之間；幾乎所有的入射光將通過該第一偏振分光鏡入射到剪切棱鏡上；剪切棱鏡的設(shè)置使得入射光被分成兩束光強(qiáng)相等并偏振正交的部分，并且兩束光之間有在遠(yuǎn)心掃描透鏡的后焦面上形成一個(gè)很小的夾角； 所述遠(yuǎn)心掃描透鏡設(shè)置于掃描鏡面及積分球集光器之間；遠(yuǎn)心掃描透鏡將入射光束沿一個(gè)方向快速掃描，經(jīng)遠(yuǎn)心掃描透鏡后，在被測(cè)表面形成兩個(gè)匯聚光點(diǎn)，并劃過一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng) = f.2 Θ的直線；這里，f為遠(yuǎn)心掃描透鏡的焦距，Θ為掃描振鏡的掃描范圍；兩束光在被測(cè)表面形成匯聚的兩個(gè)光斑，兩個(gè)光斑的中心距離由遠(yuǎn)心掃描透鏡的焦距及兩束光的夾角決定； 所述積分球集光器的底端有一個(gè)圓形的或長(zhǎng)方形的開口，開口的直徑或長(zhǎng)度略大于掃描的長(zhǎng)度，積分球集光器的上方為一狹長(zhǎng)形開口，在積分球集光器的腔體內(nèi)側(cè)，安裝有一個(gè)高靈敏光點(diǎn)探測(cè)器，即第一光電探測(cè)器； 上述積分球集光器及第一光電探測(cè)器組成的散射光信號(hào)檢測(cè)系統(tǒng)能地將被表面缺陷漫散射的光信號(hào)收集起來，對(duì)于沒有缺陷的表面，入射光在與表面相互作用后，將主要以反射形式及透射形式離開表面，對(duì)于不透明的被測(cè)面，將主要以反射的形式離開表面，而積分球的設(shè)計(jì)使得以反射光形式離開表面的光基本上不被光電探測(cè)器檢測(cè)到，只有經(jīng)表面缺陷漫散射后離開的光才被光電探測(cè)器檢測(cè)到。
2.—種表面瑕疵光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述檢測(cè)裝置包括:激光器、偏振器、第一偏振分光鏡、剪切棱鏡、掃描鏡面、遠(yuǎn)心掃描透鏡、集光器、第一光電探測(cè)器、波片、第二偏振分光鏡； 所述激光器、偏振器依次設(shè)置；激光束從激光器發(fā)出，經(jīng)偏振器后，作為激光散射掃描及剪切干涉的光源； 所述剪切棱鏡設(shè)置于第一偏振分光鏡及掃描鏡面之間；幾乎所有的入射光將通過該第一偏振分光鏡入射到剪切棱鏡上；剪切棱鏡的設(shè)置使得入射光被分成兩束光強(qiáng)相等并偏振正交的部分，并且兩束光之間有在遠(yuǎn)心掃描透鏡的后焦面上形成一個(gè)很小的夾角； 所述波片設(shè)置于第一偏振分光鏡與第二偏振分光鏡之間，第二偏振分光鏡與第二光電探測(cè)器連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高靈敏度表面微小瑕疵光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于: 所述遠(yuǎn)心掃描透鏡設(shè)置于掃描鏡面及積分球集光器之間；遠(yuǎn)心掃描透鏡將入射光束沿一個(gè)方向快速掃描，經(jīng)遠(yuǎn)心掃描透鏡后，在被測(cè)表面形成兩個(gè)匯聚光點(diǎn)，并劃過一個(gè)長(zhǎng)度為L(zhǎng) = f.2 Θ的直線；這里，f為遠(yuǎn)心掃描透鏡的焦距，Θ為掃描鏡面的掃描角范圍；兩束光在被測(cè)表面形成匯聚的兩個(gè)光斑，兩個(gè)光斑的中心距離由遠(yuǎn)心掃描透鏡的焦距及兩束光的夾角決定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高靈敏度表面微小瑕疵光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于: 所述積分球集光器的底端有一個(gè)圓形的或長(zhǎng)方形的開口，開口的直徑或長(zhǎng)度略大于掃描的長(zhǎng)度，積分球集光器的上方為一狹長(zhǎng)形開口，在積分球集光器的腔體內(nèi)側(cè)，安裝有一個(gè)高靈敏光點(diǎn)探測(cè)器，即第一光電探測(cè)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高靈敏度表面微小瑕疵光學(xué)檢測(cè)裝置，其特征在于: 所述檢測(cè)裝置還包括第一調(diào)整鏡、第二調(diào)整鏡、擴(kuò)束鏡；所述第一調(diào)整鏡、第二調(diào)整鏡設(shè)置于擴(kuò)束鏡及第一偏振分光鏡之間，光束經(jīng)擴(kuò)束鏡后由第一調(diào)整鏡、第二調(diào)整鏡調(diào)整后進(jìn)入第一偏振分光鏡；此時(shí)的光束偏振方向在第一偏振分光鏡的入射面法線和反射面法線所組成的面內(nèi)。
【專利摘要】本實(shí)用新型揭示了一種表面瑕疵光學(xué)檢測(cè)裝置，所述檢測(cè)裝置包括：激光器、偏振器、擴(kuò)束鏡、第一偏振分光鏡、剪切棱鏡、掃描鏡面、遠(yuǎn)心掃描透鏡、積分球集光器、第一光電探測(cè)器、波片、第二偏振分光鏡、第二光電探測(cè)器；所述激光器、偏振器、擴(kuò)束鏡依次設(shè)置；所述剪切棱鏡設(shè)置于第一偏振分光鏡及掃描鏡面之間；剪切棱鏡的設(shè)置使得入射光被分成兩束光強(qiáng)相等并偏振正交的部分，并且兩束光之間有在遠(yuǎn)心掃描透鏡的后焦面上形成一個(gè)很小的夾角；所述波片設(shè)置于第一偏振分光鏡與第二偏振分光鏡之間，第二偏振分光鏡與第二光電探測(cè)器連接。本實(shí)用新型提出的表面瑕疵光學(xué)檢測(cè)裝置，可提高表面瑕疵的檢測(cè)精度及效率。
【IPC分類】G01N21-88
【公開號(hào)】CN204536217
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520220023
【發(fā)明人】陸惠宗
【申請(qǐng)人】無錫邁福光學(xué)科技有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請(qǐng)日】2015年4月13日