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原文传递一种利用荧光增强法检测光学元件亚表面缺陷的方法

专利名称：	一种利用荧光增强法检测光学元件亚表面缺陷的方法
摘要：	本发明公开了一种利用荧光增强法检测光学元件亚表面缺陷的方法，属于光学元件检测技术领域，其方法是在光学元件表面不同工序中加入一定浓度的荧光剂水溶液，使其表面处理工艺中所出现的亚表面划痕和缺陷均有荧光物质；加工好的光学元件样品在激光光致发光成像测试装置中进行同位的散射和荧光成像，通过荧光和散射图像的图像处理，可获得不同工艺阶段下光学元件的亚表面缺陷信息情况；本发明可获得光学元件较全面的亚表面缺陷图像及信息，包括但不限于缺陷的密度、大小、位置等，本发明的方法不仅可用于光学元件的亚表面缺陷检测，还可用于其它透明元件抛光工艺中引发的亚表层缺陷检测中，通用性好。
专利类型：	发明专利
申请人：	中国工程物理研究院激光聚变研究中心
发明人：	周晓燕;黄进;刘红婕;王凤蕊;杨李茗;石兆华;邵婷;孙来喜;叶鑫
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T11:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T08:00:00+0805
申请号：	CN202010086350.X
公开号：	CN111122594A
代理机构：	绵阳市博图知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	杨晖琼
分类号：	G01N21/91;G01N1/32;G;G01;G01N;G01N21;G01N1;G01N21/91;G01N1/32
申请人地址：	621000 四川省绵阳市绵山路64号
主权项：	1.一种利用荧光增强法检测光学元件亚表面缺陷的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）.配制浓度范围为1×10-5 mol/L---1×10-3mol/L的荧光物质和/或量子点的荧光剂水溶液；（2）.在待检测光学元件表面处理的粗磨、精磨、粗抛及精抛的至少一个工艺环节中共同加入抛光液和步骤（1）所配制的荧光剂水溶液；（3）.对步骤（2）处理后的待检测光学元件分别进行表面散射成像测试和表面荧光成像测试；（4）.待检测光学元件亚表面缺陷图像及信息进行提取和处理，获得其亚表面缺陷信息。 2.根据权利要求1所述的利用荧光增强法检测光学元件亚表面缺陷的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述荧光物质为水溶性荧光物质，包括罗丹明B或罗丹明6G。 3.根据权利要求1所述的利用荧光增强法检测光学元件亚表面缺陷的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述量子点的尺寸小于 10 nm。 4.根据权利要求1所述的利用荧光增强法检测光学元件亚表面缺陷的方法，其特征在于：步骤（1）中，所述荧光物质的激发波长低于 600 nm，发射波长在600 nm-1200 nm之间。 5.根据权利要求1所述的利用荧光增强法检测光学元件亚表面缺陷的方法，其特征在于：步骤（3）中，所述表面散射成像测试的方法为：利用600 nm-1200 nm激光器，功率不超过10 mw，通过透镜聚焦到EMCCD的视场内，结合三维电动位移平台可获得光学元件表面的散射图像；通过图像拼接、处理及信息提取软件，获得待检测光学元件的全口径散射缺陷图像及相关信息，具体步骤为：（1）放置待检测光学元件，对待检测光学元件进行调平、对焦，使其在所测区域内表面缺陷成像清晰；（2）设置激光参数及扫描参数，包括激光功率、扫描区域、扫描步长、视场大小、曝光时间及增益等参数；开始对待检测光学元件进行散射成像扫描；（3）散射图像的拼接：在扫描开始时对扫描的初始位置进行定位，设置坐标轴；之后根据散射成像所设置的单幅视场大小、扫描步长，确定在图像拼接过程中的重叠比例，扫描过程中对各辐图像进行位置定位并编号，根据单幅图像的位置信息和重叠比例对图像进行拼接；（4）图像处理及信息提取：单辐图像均有5M大小，拼接好的整辐图像则会较大；因此图像拼接完成后，需对图像的缺陷信息进行提取，主要根据亮度值对散射缺陷进行特征提取，其它不显示；根据视场大小、探测器的分辨率等可获得缺陷面积的大小、位置信息等。 6.根据权利要求1所述的利用荧光增强法检测光学元件亚表面缺陷的方法，其特征在于：步骤（3）中，所述表面荧光成像测试的方法为：利用和荧光剂相匹配的激光器波长，功率不超过100 mw，通过透镜聚焦到EMCCD的视场内，合适的长通滤波片将其激发波长过滤以获得荧光图像；结合三维电动位移平台和图像扫描软件可获得待检测光学元件表面的荧光图像；通过图像拼接、处理及信息提取软件，获得待检测光学元件的全口径荧光缺陷图像及相关信息；具体步骤为：在扫描完散射成像后，通过三维电动位移平台回到测试起始点，之后设置激光参数及扫描参数，包括激光功率、扫描区域、扫描步长、视场大小、曝光时间及增益；开始对样品的荧光成像进行扫描；扫描结束后，利用图像拼接、处理、信息提取软件，在扫描开始时对扫描的初始位置进行定位，设置坐标轴；之后根据荧光成像所设置的单幅视场大小、扫描步长，可确定在图像拼接过程中的重叠比例，扫描过程中对各辐图像进行位置定位并编号，根据单幅图像的位置信息和重叠比例对图像进行拼接；单辐图像均有5M大小，拼接好的整辐图像则会较大；图像拼接完成后，需对图像的缺陷信息进行提取，根据亮度值等图像处理参数对荧光缺陷进行特征提取，其它则不显示；因此会大大减少整幅图像的占用空间；根据视场大小、探测器的分辨率等可获得缺陷面积的大小、位置信息；获得待检测光学元件的表面散射缺陷和表面荧光缺陷图像，以及缺陷大小、密度、位置信息；可获得所测光学元件的全口径荧光缺陷图像及相关信息。 7.根据权利要求1所述的利用荧光增强法检测光学元件亚表面缺陷的方法，其特征在于：步骤（4）中，待检测光学元件亚表面缺陷图像及信息进行提取和处理方法为：根据所获得的全口径荧光图像和全口径散射图像，在图像处理软件中，将全口径荧光图像减去全口径散射图像，即可获得待检测光学元件的全口径亚表面缺陷图像。
所属类别：	发明专利