基于反射型补偿数字全息术的光学元件表面疵病检测装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及光学检测领域，特别是一种基于反射型补偿数字全息术的光学元 件表面疵病检测装置。
【背景技术】
[0002] 光学元件表面疵病是由于元件表面在抛光过程中磨制不均匀所产生的，其表现为 元件表面上存在一系列划痕或麻点，其会影响光学成像系统的成像质量并危害高功率激光 系统的安全正常运行。光学元件表面疵病的检测结果是判断光学元件合格与否的重要指标 之一。目前，在工程检测任务中，主要采用基于暗场散射成像法研制的设备仪器对于光学元 件表面疵病进行定量检测，相关设备仪器可W对表面疵病的横向尺寸（划痕的宽度、长度， W及麻点的直径）进行定量测量，然而其不能获得表面疵病的纵向深度，截面形状等形貌 信息，实现对于光学元件表面疵病的=维形貌检测，运不利于更加深入地了解和分析表面 疵病对光学装置性能的影响。因此，在光学元件表面疵病的定量检测中，表面疵病=维形貌 的精确测量具有重要意义。
[0003] 依据现有的检测技术，可W利用白光干设（WFL)光学轮廓仪或原子力显微镜 (AFM)对光学元件表面疵病的形貌结构进行检测，但是运两种方法均存在测量速度缓慢，测 量视场较小的缺点，无法适用于对元件表面疵病的实时快速、全场定量化检测。表面轮廓 仪具有较高的检测精度，可W获得200nm量级的横向分辨率及nm量级的轴向分辨率，但测 量视场较小，通常为毫米量级，且测量速度比较缓慢，其需要在测量过程中使用压电陶瓷 (PZT)进行多步机械移相记录多帖图像；原子力显微镜的分辨率可W达到nm量级，但其测 量视场一般只能在微米量级，且在测量过程中需要对元件表面进行逐点扫描，运一方面使 得测量速度非常缓慢，另一方面探针有可能在测量过程中触碰元件表面而造成元件损伤。 现有技术利用分光棱镜将光分为反射平行光和透射平行光，形成光程不同的两条光路，最 终照射到待测样品的反射平行光经过待测样品反射后和直接照射到CCD相机上的透射平 行光形成干设图案，但部分相位崎变的高频信息将会在传播过程中损失，从而不能够被干 设记录，会直接影响样品形貌重建结果的横向分辨率。 【实用新型内容】
[0004] 本实用新型克服了现有技术的不足，提供一种基于反射型补偿数字全息术的光学 元件表面疵病检测装置，在检测光路中设置显微物镜，利用显微物镜对由于表面疵病起伏 引起的波前相位崎变中的高频信息进行收集，将尺寸微小的光学元件表面疵病放大成像在 CCD相机的祀面上，有效解决了部分相位崎变的高频信息在传播过程中损失的问题，提高对 于测试样品表面疵病的检测精度。 阳0化]为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案概述如下：
[0006] 基于反射型补偿数字全息术的光学元件表面疵病检测装置，它包括激光器、CCD相 机及计算机，它还包括光学系统；所述激光器设置在光学系统的光入射端，所述光学系统的 光射出端设置CCD相机，所述CCD相机与计算机电连接；所述光学系统内部按光路依次设 置有第一显微物镜、针孔、第一透镜、第一分光棱镜、第一反射镜、第二反射镜、第二透镜、第 二分光棱镜及第二显微物镜；所述第一分光棱镜与第二分光棱镜之间设置有可调衰减器 和第=显微物镜；
[0007] 细激光束由激光器发出，穿过第一显微物镜和针孔变为球面光束，球面光束穿过 第一透镜变为平行光束后经过第一分光棱镜分为反射平行光和透射平行光；所述反射平行 光经过第一反射镜、第二反射镜反射后照射到第二透镜，反射平行光再依次经第二透镜、第 二分光棱镜和第二显微物镜透射后照射到测试样品上，反射平行光经测试样品反射后穿过 第二显微物镜到达第二分光棱镜，并经第二分光棱镜反射到达CCD相机；所述透射平行光 依次穿过可调衰减器、第=显微物镜和第二分光棱镜后到达CCD相机。
[0008] 作为本实用新型的优选方案，所述的针孔位于第一显微物镜的焦点上。
[0009] 作为本实用新型的优选方案，所述的第一透镜的焦点位于针孔上。
[0010] 作为本实用新型的优选方案，所述的第二透镜的焦点位于第二显微物镜的焦点 上。
[0011] 作为本实用新型的优选方案，经过第一分光棱镜反射后的光束与经过第二反射镜 反射后的光束平行。
[0012] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：
[0013] 1、本实用新型通过CCD相机和计算机记录待测光学元件数字干设图样的相位分 布，计算待检光学元件表面疵病的=维形貌分布A以实现表面疵病=维形貌的实时快速全 场定量检测，测试速度迅速，测量视场大，检测精度高；第二显微物镜将尺寸微小的光学元 件表面疵病放大成像在CCD相机的祀面上，使其与参考光束在CCD相机的祀面上进行干设， 从而记录测试样品的像面全息图，避免由于表面疵病起伏引起的波前相位崎变中高频信 息在传播过程中的损失，从而有助于提高待测样品形貌重建结果的横向分辨率，保证测量 结果的精度和准确性；且在参考光束中，引入一个与第二显微物镜相同的第S显微物镜，通 过利用相同的显微物镜进行相位补偿，简化了测试步骤，节省时间，从而节约了人力成本。
[0014] 2、本实用新型不需要对光学元件表面进行逐点扫描，避免了直接触碰对光学元件 造成的元件损伤。
[0015] 3、本实用新型光学系统内部结构简单，便于制造和安装，节约了成本，而且使用便 携，易于操作。
【附图说明】
[0016] 图1是本实用新型的结构示意图，带箭头的直线表示光的传播方向。
[0017]图中标记：1-激光器，2-第一显微物镜，3-针孔，4-第一透镜，5-第一分光棱 镜，6-第一反射镜，7-第二反射镜，8-第二透镜，9-第二分光棱镜，10-第二显微物 镜，11-可调衰减器，12-计算机，13-CCD相机，14-测试样品，15-第S显微物镜。
【具体实施方式】
[0018] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施 例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用W解释本 实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0019] 实施例1
[0020] 如图1所示的基于反射型补偿数字全息术的光学元件表面疵病检测装置，它包 括激光器UCCD相机13及计算机12,它还包括光学系统；所述激光器1设置在光学系统的 光入射端，所述光学系统的光射出端设置CCD相机13,所述CCD相机13与计算机12电连 接；所述光学系统内部按光路依次设置有第一显微物镜2、针孔3、第一透镜4、第一分光棱 镜5、第一反射镜6、第二反射镜7、第二透镜8、第二分光棱镜9及第二显微物镜10 ;所述第 一分光棱镜5与第二分光棱镜9之间设置有可调衰减器11和第=显微物镜15 ;第一显微 物镜2为光学系统的光入射端，第二分光棱镜9则为光学系统的光射出端。
[0021] 先将测试样品14放置在光学系统的第二显微物镜10的正下方，接通电源，激光器 1发出的细激光束穿过第一显微物镜2和针孔3变为球面光束，由针孔3发出的球面光束经 第一透镜4后准直为平行光束；经过第一透镜4后的平行光束由第一分光棱镜6分为反射 平行光和透射平行光；所述反射平行光经过第一反射镜6和第二反射镜7反射后依次穿过 第二透镜8、第二分光棱镜9及第二显微物镜10照射到测试样品14的表面上，再