CN109030493A - 一种搜索瑕疵最大相关度的蓝宝石镜面检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种搜索瑕疵最大相关度的蓝宝石镜面检测方法，由输入镜、增益介质、输出镜构成谐振腔，输入镜是谐振腔的泵浦光输入端，输出镜是谐振腔的输出端，在输入镜的外侧有LD泵浦源和光束耦合系统构成的泵浦光源，泵浦光源通过输入镜对准增益介质的中心光轴输入泵浦光源，在输出镜的输出光轴线上有分光镜，由分光镜形成两束输出光，一束到CCD传感器，另一束到光电探测器；待检测镜片在增益介质和输出镜之间，使检测镜片的面垂直于输出光轴，谐振腔的输出光相对变化搜索待检测镜片的瑕疵，处理单元对CCD传感器和光电探测器进行处理，当待检测镜片镜面瑕疵和光场的相关度发生变化，处理单元给出待检测镜片是否存在瑕疵信息。

Description

一种搜索瑕疵最大相关度的蓝宝石镜面检测方法
技术领域
本发明属于激光技术领域，特别是涉及一种搜索瑕疵最大相关度的蓝宝石镜面检测方法。
背景技术
蓝宝石被广泛应用于手机、精密器械、医用器件、LED、半导体器件、红外军事装置和卫星等领域。全球及中国LED产业链调研分析报告和全球蓝宝石基板市场报告等指出，世界各国都在研发和生产满足各种需求的蓝宝石，如美国Sasol公司、德国Osram公司、日本Kyocera公司、俄罗斯Monocrystal公司以及我国蓝思科技等企业，全球每年产值达数千亿美元。大多数蓝宝石生产厂家采用人眼观察检测、光学显微技术与随机抽样进行强度测试相结合的方法，对蓝宝石中微观缺陷与断裂强度的指标进行综合评定来确认产品批次是否合格。这些表征或测试方法无法对批次中的所有产品进行准确检测，存在质量安全隐患，同时它还是一种有损检测，造成了巨大的浪费，仅蓝思科技每年有损检测造成损失达数亿人民币。因此，对缺陷的无损检测是蓝宝石的生产及应用所急需解决的关键问题，它的解决可以产生巨大的经济和社会效益。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种搜索瑕疵最大相关度的蓝宝石镜面检测方法，其目的在于依据镜面瑕疵与空间光束相互作用效果，将待检测蓝宝石镜片放置于激光谐振腔中的二维平移台上，通过更改蓝宝石镜片与激光光场作用位置，使镜片瑕疵与激光光束发生相互作用，致使激光器输出功率迅速降低，实现对蓝宝石镜片微小瑕疵的检测效果。
本发明的目的是这样实现的，一种搜索瑕疵最大相关度的蓝宝石镜面检测方法，包括LD泵浦源、光束耦合系统、输入镜、增益介质、输出镜、分光镜、CCD传感器、光电探测器、处理单元；由输入镜、增益介质、输出镜构成谐振腔，输入镜是谐振腔的泵浦光输入端，输出镜是谐振腔的输出端，在输入镜的外侧有LD泵浦源和光束耦合系统构成的泵浦光源，泵浦光源通过输入镜对准增益介质的中心光轴输入泵浦光源，在输出镜的输出光轴线上有分光镜，由分光镜形成两束输出光，一束到CCD传感器，另一束到光电探测器；待检测镜片在增益介质和输出镜之间，使检测镜片的面垂直于输出光轴，谐振腔的输出光相对变化搜索待检测镜片的瑕疵，处理单元对CCD传感器和光电探测器进行处理，当待检测镜片镜面瑕疵和光场的相关度发生变化，处理单元给出待检测镜片是否存在瑕疵信息。
所述的分光镜反射后的一束激光经透镜汇聚后，直接照射到光电探测器中，对光功率的变化进行检测，另一路激光光束被CCD捕获，进行光场分布的检测。
待检测镜片通过二维载物台进行高精度位置调节。
所述的镜面瑕疵和光场的相关度发生变化与光电探测器中激光功率的变化相关联；激光功率的极小值，对应于的极大值；通过对被检测镜面的二维平移，可以搜素到激光功率的若干极小值，由此得到相关度的相应极大值，通过CCD对的极大值所对应的光场进行拍照，即可获得镜面瑕疵与激光光场作用后的激光光场分布情况。
本发明的优点是：由于本发明至少包括一具有微小瑕疵或形变的待检测材料，可正常输出激光光束的激光器，高精度二维平移载物台，可感知激光功率变化的光电探测器，带外触发可捕获光场图像的CCD传感器。通过感知光电探测器功率变化的方法，触发CCD传感器，捕获到瑕疵与激光光束相互作用时的远场光束传播情况，实现对蓝宝石镜片瑕疵无损检测的要求。这种方法具有无损伤式检测的优点，具有重大的经济效益及社会效益，是一种新颖的、可代替常规加压式损伤性瑕疵检测方法的新兴技术。
附图说明
下面将结合实例对本发明做进一步说明：
图1是本发明实施例1结构示意图；
图中：1.LD泵浦源；2.光束耦合系统；3.输入镜；4.增益介质；5.待检测镜片；6. 输出镜；7.分光镜；8.CCD传感器；9.光电探测器；10.处理单元。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种搜索瑕疵最大相关度的蓝宝石镜面检测方法，包括LD泵浦源1、光束耦合系统2、输入镜3、增益介质4、输出镜6、分光镜7、CCD传感器8、光电探测器9、处理单元10；由输入镜3、增益介质4、输出镜6构成谐振腔，输入镜3是谐振腔的泵浦光输入端，输出镜6是谐振腔的输出端，在输入镜3的外侧有LD泵浦源1和光束耦合系统2构成的泵浦光源，泵浦光源通过输入镜3对准增益介质4的中心光轴输入泵浦光源，在输出镜6的输出光轴线上有分光镜7，由分光镜7形成两束输出光，一束到CCD传感器8，另一束到光电探测器9；待检测镜片5在增益介质4和输出镜6之间，使检测镜片5的面垂直于输出光轴，谐振腔的输出光相对固定的待检测镜片5的待检测面移动搜索瑕疵，处理单元10对CCD传感器8和光电探测器9进行处理，当待检测镜片5光镜面瑕疵和光场的相关度发生变化，处理单元10给出待检测镜片5是否存在瑕疵信息。
实施例2
如图1所示，一种搜索瑕疵最大相关度的蓝宝石镜面检测方法，包括LD泵浦源1、光束耦合系统2、输入镜3、增益介质4、输出镜6、分光镜7、CCD传感器8、光电探测器9、处理单元10；由输入镜3、增益介质4、输出镜6构成谐振腔，输入镜3是谐振腔的泵浦光输入端，输出镜6是谐振腔的输出端，在输入镜3的外侧有LD泵浦源1和光束耦合系统2构成的泵浦光源，泵浦光源通过输入镜3对准增益介质4的中心光轴输入泵浦光源，在输出镜6的输出光轴线上有分光镜7，由分光镜7形成两束输出光，一束到CCD传感器8，另一束到光电探测器9；待检测镜片5在增益介质4和输出镜6之间，使检测镜片5的面垂直于输出光轴，谐振腔的输出光不动，调节待检测镜片5的待检测面移动搜索瑕疵，处理单元10对CCD传感器8和光电探测器9进行处理，当待检测镜片5光镜面瑕疵和光场的相关度发生变化，处理单元10给出待检测镜片5是否存在瑕疵信息。
所述的分光镜7反射后的一束激光经透镜汇聚后，直接照射到光电探测器中，对光功率的变化进行检测，另一路激光光束被CCD捕获，进行光场分布的检测。
待检测镜片5通过二维载物台进行高精度位置调节。
镜面瑕疵和光场的相关度发生变化与光电探测器中激光功率的变化相关联。激光功率的极小值，对应于的极大值。通过对被检测镜面的二维平移，可以搜素到激光功率的若干极小值，由此得到相关度的相应极大值，通过CCD对的极大值所对应的光场进行拍照，即可获得镜面瑕疵与激光光场作用后的激光光场分布情况。

Claims (4)

1.一种搜索瑕疵最大相关度的蓝宝石镜面检测方法，其特征是：包括LD泵浦源（1）、光束耦合系统（2）、输入镜（3）、增益介质（4）、输出镜（6）、分光镜（7）、CCD传感器（8）、光电探测器（9）、处理单元（10）；由输入镜（3）、增益介质（4）、输出镜（6）构成谐振腔，输入镜（3）是谐振腔的泵浦光输入端，输出镜（6）是谐振腔的输出端，在输入镜（3）的外侧有LD泵浦源（1）和光束耦合系统（2）构成的泵浦光源，泵浦光源通过输入镜（3）对准增益介质（4）的中心光轴输入泵浦光源，在输出镜（6）的输出光轴线上有分光镜（7），由分光镜（7）形成两束输出光，一束到CCD传感器（8），另一束到光电探测器（9）；待检测镜片（5）在增益介质（4）和输出镜（6）之间，使检测镜片（5）的面垂直于输出光轴，谐振腔的输出光相对变化搜索待检测镜片（5）的瑕疵，处理单元（10）对CCD传感器（8）和光电探测器（9）进行处理，当待检测镜片（5）镜面瑕疵和光场的相关度发生变化，处理单元（10）给出待检测镜片（5）是否存在瑕疵信息。
2.根据权利要求1所述的一种搜索瑕疵最大相关度的蓝宝石镜面检测方法，其特征是：所述的分光镜（7）反射后的一束激光经透镜汇聚后，直接照射到光电探测器中，对光功率的变化进行检测，另一路激光光束被CCD捕获，进行光场分布的检测。
3.根据权利要求1所述的一种搜索瑕疵最大相关度的蓝宝石镜面检测方法，其特征是：待检测镜片（5）通过二维载物台进行高精度位置调节。
4.根据权利要求1所述的一种搜索瑕疵最大相关度的蓝宝石镜面检测方法，其特征是：所述的镜面瑕疵和光场的相关度发生变化与光电探测器中激光功率的变化相关联；激光功率的极小值，对应于的极大值；通过对被检测镜面的二维平移，可以搜素到激光功率的若干极小值，由此得到相关度的相应极大值，通过CCD对的极大值所对应的光场进行拍照，即可获得镜面瑕疵与激光光场作用后的激光光场分布情况。
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