CN109916603A - 激光枪镜头透过率测试装置及测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种镜头透过率测试装置及测试方法，所述激光枪镜头透过率测试装置包括：光源组件，用于产生模拟激光枪激光的模拟光束；视场光阑，设置于激光枪镜头一侧，用于使模拟光束的光斑形状形成为预定形状，预定形状为激光枪镜头上的光束标记形状；信号采集组件，设置于激光枪镜头的另一侧，用于采集经过激光枪镜头的光束标记区域各坐标点位的光信号，并将所采集的光信号转换为电信号；以及，处理器，与信号采集组件连接，用于将电信号处理为图像信息。本发明的激光枪镜头透过率测试装置及测试方法，可以对激光枪镜头上的激光波束标记区域进行透过率测试，对此区域的透过率进行量化判断，保证激光输出透过率的准确性。

Description

激光枪镜头透过率测试装置及测试方法

技术领域

本发明涉及一种显示技术领域，尤其涉及一种准分子激光退火设备的激光枪镜头透过率测试装置及测试方法。

背景技术

低温多晶硅(Low Temperature Poly-Silicon，简称LTPS)因其较高的电子迁移率和稳定性，而被广泛用于液晶显示技术(Liquid Crystal Display)和有机发光显示技术(Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)。目前，通过准分子激光退火工艺(ELA)，在相对较低的温度下，实现非晶硅到多晶硅的转变。通过准分子激光对非晶硅(AmorphousSilicon)进行照射，可以实现向Poly-Si(多晶硅)的转变。

但ELA准分子激光退火设备在使用过程中，随着Gaslife time(准分子激光气体寿命)的不同，ELA准分子激光退火设备的激光枪镜头(Laser Tube Window)上的激光波束标记(Beam Mark)严重程度会有所不同。通常到达既定的Gaslife(准分子激光气体寿命)时，激光枪镜头上的激光波束标记(Beam Mark)已经较为明显，此时激光枪镜头的透过率已经大打折扣，若继续使用，会影响激光输出的质量(Laser Performance)，从而影响产品质量。因此，需要对ELA准分子激光退火设备的激光枪镜头进行清洁和更换，清洁完成需要进行透过率测试。

目前激光枪镜头主要是通过人工方式进行清洁，衡量清洁是否达标的重要指标主要为：①清除镜头表面激光波束标记，在强光照射下无可见异物(Particle)；②通过测试镜头透过率，判断镜头是否达标，然而，目前的激光枪镜头透过率测试装置主要通过人为调解坐标对激光枪镜头上的不同点位进行测试，测试随机性大，测试点位数量有限，测试周期较长，测试结果受测试位置以及人为影响较大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种镜头透过率测试装置及测试方法，可以对激光枪镜头上的激光波束标记区域进行透过率测试，对此区域的透过率进行量化判断，保证激光输出透过率的准确性。

本发明所提供的技术方案如下：

一方面，本发明实施例提供一种激光枪镜头透过率测试装置，包括：

光源组件，用于产生模拟激光枪激光的模拟光束；

视场光阑，设置于所述光源组件的出光侧，并设置于激光枪镜头一侧，用于使所述模拟光束的光斑形状形成为预定形状，所述预定形状为激光枪镜头上的光束标记形状；

信号采集组件，设置于激光枪镜头的另一侧，用于采集经过所述激光枪镜头的光束标记区域各坐标点位的光信号，并将所采集的光信号转换为电信号；

以及，处理器，与所述信号采集组件连接，用于将所述电信号处理为图像信息。

进一步的，所述光源组件包括：

矩阵式光源，包括呈矩阵排列的多个光源元件，用于产生与所述激光枪激光相同波长的激光光束；

聚焦元件，设置于所述矩阵式光源的出光侧，用于将所述矩阵式光源出射的激光光束进行聚焦；

孔径光阑，设置于所述聚焦元件的出光侧，用于将所述聚焦部件出射的激光光束进行拦光，以使得激光光束由预设焦点区域出射；

准直元件，设置于所述孔径光阑的出光侧，用于将通过所述孔径光阑的激光光束进行平行准直，以形成所述模拟光束。

进一步的，所述聚焦元件包括聚焦透镜，所述孔径光阑设置于所述聚焦透镜的焦点区域。

进一步的，所述准直元件包括平行透镜，所述孔径光阑设置于所述平行透镜的焦点区域。

进一步的，所述信号采集组件包括：

面阵电荷耦合器件CCD，所述面阵电荷耦合器件CCD各像素点位接收经过所述激光枪镜头各坐标点位的光信号，并转换为电信号。

进一步的，所述处理器包括：

信号转换单元，用于将所述面阵电荷耦合器件CCD各像素点位的电信号转换为对应的数字信号；

处理单元，用于将各所述数字信号转换为相应的图像信息；

显示单元，用于根据所述图像信息显示图像。

进一步的，所述处理器包括计算机PC。

另一方面，本发明实施例提供一种激光枪镜头透过率测试方法，采用如上所述的装置进行激光枪镜头透过率测试；所述方法包括：

通过光源组件，产生模拟激光枪激光的模拟光束；

通过视场光阑，使所述模拟光束的光斑形状形成为预定形状入射至激光枪镜头上，所述预定形状为激光枪镜头上的光束标记形状；

采集经过所述激光枪镜头的光束标记区域内各坐标点位的光信号，并转换为相应的电信号；

将所述电信号处理为图像信息。

进一步的，所述通过光源组件，产生模拟激光枪激光的模拟光束，具体包括：

通过矩阵式光源，产生与所述激光枪激光相同波长的激光光束；

通过聚焦元件，将所述矩阵式光源所产生的激光光束进行聚焦；

通过孔径光阑，对所述聚焦元件出射的激光光束进行拦光，以使得激光光束由预设焦点区域出射；

通过准直元件，将通过所述孔径光阑的激光光束进行平行准直，以形成所述模拟光束。

进一步的，所述采集经过所述激光枪镜头的光束标记区域内各坐标点位的光信号，并转换为相应的电信号，具体包括：

面阵电荷耦合器件CCD各像素点位接收经过所述激光枪镜头各坐标点位的光信号，并转换为电信号。

本发明所带来的技术效果如下：

本发明所提供的激光枪镜头透过率测试装置及测试方法，可以对激光枪镜头(Laser Tube Window)清洁后的光束标记(Beam Mark)区域表面任意坐标点位进行透过率测试，并对此区域的透过率进行量化判断，将测试结果以面的形式，而并非现有技术中的单点数据形式，进行图像呈现，保证输出透过率数据的精确性以及判断的准确性。

附图说明

图1表示本发明实施例所提供的激光枪镜头透过率测试装置的结构示意图；

图2表示本发明实施例提供的激光枪镜头透过率测试结果的一种示意图；

图3表示本发明实施例提供的激光枪镜头透过率测试方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对现有技术激光枪镜头清洁和更换时，进行透过率测试时存在测试周期长、测试结果不准确的技术问题，本发明提供了一种激光枪镜头透过率测试装置，可以对激光枪镜头上的激光波束标记区域进行透过率测试，对此区域的透过率进行量化判断，保证激光输出透过率的准确性。

如图1所示，本发明实施例中提供的一种激光枪镜头透过率测试装置包括：

光源组件100，用于产生模拟激光枪激光的模拟光束；

视场光阑200，设置于所述光源组件100的出光侧，并设置于激光枪镜头10一侧，用于使所述模拟光束的光斑形状形成为预定形状，所述预定形状为激光枪镜头10上的光束标记形状；

信号采集组件300，设置于激光枪镜头10的另一侧，用于采集经过所述激光枪镜头10的光束标记区域各坐标点位的光信号，并将所采集的光信号转换为电信号；

以及，处理器400，与所述信号采集组件300连接，用于将所述电信号处理为图像信息。

在对本发明实施例所提供的激光枪镜头透过率测试装置进行详细说明之前，需要说明的是，ELA准分子激光退火设备在使用过程中，激光枪镜头10上会产生激光波束标记(Beam Mark)，随着Gaslife time(准分子激光气体寿命)的不同，激光波束标记严重程度会有不同。当激光波束标记较为严重时，会影响激光枪镜头10的透过率，若继续使用，会影响输出激光效果，进而影响产品质量。因此，需要对激光枪镜头10进行清洁和透过率测试。

而上述方案所提供的激光枪镜头透过率测试装置在对准分子激光退火设备的激光枪镜头10进行透过率测试时，可以将激光枪镜头10进行清洁之后，再进行透过率测试，其中，如图1所示，所述光源组件100和所述视场光阑200可以设置于清洁后待测试的激光枪镜头10的一侧，所述信号采集组件300可以设置于该待测试的激光枪镜头10的另一侧，在进行测试时，所述光源组件100产生模拟激光枪激光的模拟光束，也就是说，所述光源组件100所产生的模拟光束与激光枪所产生的激光光束相同，例如，激光枪所产生激光光束为波长308nm的平行激光光束，则所述光源组件100所产生的模拟光束也为波长308nm的平行激光光束；

所述光源组件100产生的模拟光束通过视场光阑200，并被所述视场光阑200进行拦截，以保证通过所述视场光阑200后，模拟光束的光斑形状形成为预定形状，所述预定形状为激光枪镜头10上的光束标记形状，也就是说，保证通过所述视场光阑200的光斑呈现激光枪镜头10上的激光光束标记(Beam Mark)的形状；

所述模拟光束透过待测试激光枪镜头10的光束标记区域之后，被所述信号采集组件300进行光信号采集，其中，所述信号采集组件300可采集经过待测试激光枪镜头10的光束标记区域各个坐标点位的光信号，并将所采集的光信号转换为电信号，以对激光枪镜头10的光束标记区域任意坐标点位的透过率进行量化判断；

所述处理器400将所述信号采集组件300所采集的电信号处理为图像信息，以进行图像呈现，如此，可以便于将测试结果以面的形式(即，各个坐标点位数据)，而非现有技术中的单点数据形式，进行图像呈现，便于直观观察到激光枪镜头10的光束标记区域各坐标点位的透过率情况，保证输出透过率数据的精确性以及判断的准确性。

以下对本发明实施例所提供的激光枪镜头透过率测试装置进行详细说明。

在本发明所提供的实施例中，示例性的，如图1所示，所述光源组件100包括：

矩阵式光源110，包括呈矩阵排列的多个光源元件，用于产生与所述激光枪激光相同波长的激光光束；

聚焦元件120，设置于所述矩阵式光源110的出光侧，用于将所述矩阵式光源110出射的激光光束进行聚焦；

孔径光阑130，设置于所述聚焦元件120的出光侧，用于将所述聚焦部件出射的激光光束进行拦光，以使得激光光束由预设焦点区域出射；

准直元件140，设置于所述孔径光阑130的出光侧，用于将通过所述孔径光阑130的激光光束进行平行准直，以形成所述模拟光束。

采用上述方案，在准分子激光退火设备中的激光枪所产生的激光光束为平行光束，为了模拟激光枪的激光光束，本实施例中采用了矩阵式光源110，该矩阵式光源110中包括呈矩阵排列的多个光源，所述光源可产生与激光枪激光相同波长的激光，再利用聚焦元件120对矩阵式光源110所产生的光线进行重新汇聚，孔径光阑130则设置于聚焦元件120的焦点区域，对从聚焦元件120出来的光进行拦光，确保通过孔径光阑130的光是由焦点区域发出的；准直元件140则将孔径光阑130出来的光进行平行准直，从而形成模拟激光枪激光的平行光束。

当然可以理解的是，以上是所述光源组件100的一种示例性实施方式，在实际应用中，所述光源组件100还可以采用其他结构来实现。

此外，在本发明所提供的实施例中，示例性的，如图1所示，所述聚焦元件120包括聚焦透镜，所述孔径光阑130设置于所述聚焦透镜的焦点区域。

采用上述方案，所述聚焦元件120利用聚焦透镜来实现，结构简单。当然可以理解的是，在实际应用中，所述聚焦元件120还可以采用其他结构来实现，只要能够实现将矩阵式光源110出射的光线进行聚焦即可。

此外，在本发明所提供的实施例中，示例性的，如图1所示，所述准直元件140包括平行透镜，所述孔径光阑130设置于所述平行透镜的焦点区域。

采用上述方案，所述准直元件140利用平行透镜来实现，结构简单；并且，孔径光阑130设置于聚焦透镜及平行透镜的焦点区域，可以对聚焦透镜聚焦后的光线进行拦光，以保证通过孔径光阑130的光从平行透镜的焦点发出，进而保证从平行透镜出射的光束为平行准直光。当然可以理解的是，在实际应用中，所述准直元件140也可以是利用其他结构来实现，只要能够实现将从孔径光阑130出来的光线进行平行准直即可。

需要说明的是，所述聚焦透镜和所述平行透镜都可以采用凸透镜来实现，也可以采用其他透镜结构。

此外，在本发明所提供的实施例中，示例性的，所述信号采集组件300包括：面阵电荷耦合器件CCD，所述面阵电荷耦合器件CCD各像素点位接收经过所述激光枪镜头10各坐标点位的光信号，并转换为电信号；

所述处理器400包括：

信号转换单元，用于将所述面阵电荷耦合器件CCD各像素点位的电信号转换为对应的数字信号；

处理单元，用于将各所述数字信号转换为相应的图像信息；

显示单元，用于根据所述图像信息显示图像。

采用上述方案，面阵电荷耦合器件CCD作为信号采集组件300，接收经过清洁后的激光枪镜头10透过的光，由于透过激光枪镜头10的光在光束标记区域中每一个坐标点位的光强度是不同的，因此，面阵电荷耦合器件CCD各个像素点位接收到的光能量不同，从而转换为电信号时会有差异。所述处理器400可以采用计算机PC，利用信号转换单元，将所述面阵电荷耦合器件CCD各像素点位的电信号转换为对应的数字信号，处理单元将各所述数字信号转换为相应的图像信息，显示单元根据所述图像信息显示图像，呈现透过率。

以下举例进行具体说明：

例如，假设所述光源组件100所出射的模拟光束不经过激光枪镜头10时，所述面阵电荷耦合器件CCD所接收到的光信号，转换为电信号时是5V，即，转化为数字信号时对应的透过率为100％；电信号为4.5～5V时，对应的转化为数字信号时，透过率为99％，以此类推，这样，所述面阵电荷耦合器件CCD每一个像素点位接收到的光能量都会转化为一个数字信号，这些数字信号经过拼接，可呈现为数字图像，通过计算机PC中软件呈现出图像的颜色等差异(如图2所示)，来表示激光枪镜头10不同区域的透过率情况，并可以通过在图像上移动光标，来显示对应坐标点位(X，Y)的透过率，同时软件自动计算并呈现光束标记区域内透过率的最大值、最小值、平均值，以进行直观评估。

由此可见，本发明实施例所提供的激光枪镜头透过率测试装置，可以有效地对激光枪镜头10表面任意坐标点位进行检测，并将数据以面的形式(即激光枪镜头10表面各坐标点位对应的测试数据)，进行图像呈现，可以广泛的收集测量数据，保证透过率数据的精确性和判断的准确性。

需要说明的是，本发明实施例所提供的激光枪镜头透过率测试装置可应用于ELA准分子激光退火设备的激光枪镜头透过率测试，在实际应用中，其应用场景并不限于此，还可以应用于其他产品进行透过率测试。

此外，本发明实施例中还提供了一种激光枪镜头透过率测试方法，采用本发明实施例提供的装置进行激光枪镜头透过率测试；如图3所示，所述方法包括：

步骤S1、通过光源组件100，产生模拟激光枪激光的模拟光束；

步骤S2、通过视场光阑200，使所述模拟光束的光斑形状形成为预定形状入射至激光枪镜头10上，所述预定形状为激光枪镜头10上的光束标记形状；

步骤S3、采集经过所述激光枪镜头10的光束标记区域内各坐标点位的光信号，并转换为相应的电信号；

步骤S4、将所述电信号处理为图像信息。

上述方案所提供的激光枪镜头透过率测试方法，在对准分子激光退火设备的激光枪镜头10进行透过率测试时，可以将激光枪镜头10进行清洁之后，再进行透过率测试，其中，如图所示，所述光源组件100和所述视场光阑200可以设置于待测试激光枪镜头10的一侧，所述信号采集组件300可以设置于待测试激光枪镜头10的另一侧，在进行测试时，所述光源组件100产生模拟激光枪激光的模拟光束，也就是说，所述光源组件100所产生的模拟光束与激光枪所发射的激光光束相同，例如，激光枪所出射激光光束为波长308nm的平行激光光束，则所述光源组件100所产生的模拟光束也为波长308nm的平行激光光束；

所述光源组件100产生的模拟光束通过视场光阑200，并被所述视场光阑200进行拦截，而保证通过所述视场光阑200的光斑形状形成为预定形状，所述预定形状为激光枪镜头10上的光束标记形状，也就是说，保证通过所述视场光阑200的光斑呈现激光枪镜头10上的激光光束标记(Beam Mark)的形状；

所述模拟光束透过待测试激光枪镜头10的光束标记区域之后，被所述信号采集组件300进行光信号采集，其中，所述信号采集组件300可采集经过待测试激光枪镜头10的光束标记区域各个坐标点位的光信号，并将所采集的光信号转换为电信号，以对激光枪镜头10的光束标记区域任意坐标点位的透过率进行量化判断；

所述处理器400将所述信号采集组件300所采集的电信号处理为图像信息，以进行图像呈现，如此，可以便于将测试结构以面的形式，而非现有技术中的单点数据形式，进行图像呈现，便于直观观察到激光枪镜头10的光束标记区域各坐标点的透过率情况，保证输出透过率数据的精确性以及判断的准确性。

其中，所述步骤S1具体包括：

通过矩阵式光源110，产生与所述激光枪激光相同波长的激光光束；

通过聚焦元件120，将所述矩阵式光源110所产生的激光光束进行聚焦；

通过孔径光阑130，对所述聚焦元件120出射的激光光束进行拦光，以使得激光光束由预设焦点区域出射；

通过准直元件140，将通过所述孔径光阑130的激光光束进行平行准直，以形成所述模拟光束。

采用上述方案，在准分子激光退火设备中的激光枪所出射的激光光束为平行光束，为了模拟激光枪的激光光束，可以采用矩阵式光源110，产生与激光枪激光相同波长的激光，再利用聚焦元件120对矩阵式光源110所出射的光线进行重新汇聚，孔径光阑130则设置于聚焦元件120的焦点区域，对从聚焦元件120出来的光进行拦光，确保通过孔径光阑130的光是由焦点区域发出的；准直元件140则将孔径光阑130出来的光进行平行准直，从而形成模拟激光枪激光的平行光束。

所述步骤S3具体包括：

面阵电荷耦合器件CCD各像素点位接收经过所述激光枪镜头10各坐标点位的光信号，并转换为电信号。

采用上述方案，面阵电荷耦合器件CCD作为信号采集组件300，接收经过清洁后的激光枪镜头10透过的光，由于透过激光枪镜头10的光在光束标记区域中每一个坐标点位的光强度是不同的，因此，面阵电荷耦合器件CCD各个像素点位接收到的光能量不同，从而转换为电信号时会有差异。所述处理器400可以采用计算机PC，利用信号转换单元，将所述面阵电荷耦合器件CCD各像素点位的电信号转换为对应的数字信号，处理单元将各所述数字信号转换为相应的图像信息，显示单元根据所述图像信息显示图像，呈现透过率。

以下举例进行具体说明：

例如，假设所述光源组件100所出射的模拟光束不经过激光枪镜头10时，所述面阵电荷耦合器件CCD所接收到的光信号，转换为电信号时是5V，即，转化为数字信号时对应的透过率为100％；电信号为4.5～5V时，对应的转化为数字信号时，透过率为99％，以此类推，这样，所述面阵电荷耦合器件CCD每一个像素点位接收到的光能量都会转化为一个数字信号，这些数字信号经过拼接，可呈现为数字图像，通过计算机PC中软件呈现出图像的颜色等差异(如图2所示)，来表示激光枪镜头10不同区域的透过率情况，并可以通过在图像上移动光标，来显示对应坐标点位(X，Y)的透过率，同时软件自动计算并呈现光束标记区域内透过率的最大值、最小值、平均值，以进行直观评估。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种激光枪镜头透过率测试装置，其特征在于，包括：

光源组件，用于产生模拟激光枪激光的模拟光束；

视场光阑，设置于所述光源组件的出光侧，并设置于激光枪镜头一侧，用于使所述模拟光束的光斑形状形成为预定形状，所述预定形状为激光枪镜头上的光束标记形状；

信号采集组件，设置于激光枪镜头的另一侧，用于采集经过所述激光枪镜头的光束标记区域各坐标点位的光信号，并将所采集的光信号转换为电信号；

以及，处理器，与所述信号采集组件连接，用于将所述电信号处理为图像信息。

2.根据权利要求1所述的激光枪镜头透过率测试装置，其特征在于，

所述光源组件包括：

矩阵式光源，包括呈矩阵排列的多个光源元件，用于产生与所述激光枪激光相同波长的激光光束；

聚焦元件，设置于所述矩阵式光源的出光侧，用于将所述矩阵式光源出射的激光光束进行聚焦；

孔径光阑，设置于所述聚焦元件的出光侧，用于将所述聚焦部件出射的激光光束进行拦光，以使得激光光束由预设焦点区域出射；

准直元件，设置于所述孔径光阑的出光侧，用于将通过所述孔径光阑的激光光束进行平行准直，以形成所述模拟光束。

3.根据权利要求2所述的激光枪镜头透过率测试装置，其特征在于，

所述聚焦元件包括聚焦透镜，所述孔径光阑设置于所述聚焦透镜的焦点区域。

4.根据权利要求2所述的激光枪镜头透过率测试装置，其特征在于，

所述准直元件包括平行透镜，所述孔径光阑设置于所述平行透镜的焦点区域。

5.根据权利要求1所述的激光枪镜头透过率测试装置，其特征在于，

所述信号采集组件包括：

面阵电荷耦合器件CCD，所述面阵电荷耦合器件CCD各像素点位接收经过所述激光枪镜头各坐标点位的光信号，并转换为电信号。

6.根据权利要求5所述的激光枪镜头透过率测试装置，其特征在于，

所述处理器包括：

信号转换单元，用于将所述面阵电荷耦合器件CCD各像素点位的电信号转换为对应的数字信号；

处理单元，用于将各所述数字信号转换为相应的图像信息；

显示单元，用于根据所述图像信息显示图像。

7.根据权利要求6所述的激光枪镜头透过率测试装置，其特征在于，

所述处理器包括计算机PC。

8.一种激光枪镜头透过率测试方法，其特征在于，采用如权利要求1至7任一项所述的装置进行激光枪镜头透过率测试；

所述方法包括：

通过光源组件，产生模拟激光枪激光的模拟光束；

通过视场光阑，使所述模拟光束的光斑形状形成为预定形状入射至激光枪镜头上，所述预定形状为激光枪镜头上的光束标记形状；

采集经过所述激光枪镜头的光束标记区域内各坐标点位的光信号，并转换为相应的电信号；

将所述电信号处理为图像信息。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述通过光源组件，产生模拟激光枪激光的模拟光束，具体包括：

通过矩阵式光源，产生与所述激光枪激光相同波长的激光光束；

通过聚焦元件，将所述矩阵式光源所产生的激光光束进行聚焦；

通过孔径光阑，对所述聚焦元件出射的激光光束进行拦光，以使得激光光束由预设焦点区域出射；

通过准直元件，将通过所述孔径光阑的激光光束进行平行准直，以形成所述模拟光束。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述采集经过所述激光枪镜头的光束标记区域内各坐标点位的光信号，并转换为相应的电信号，具体包括：

面阵电荷耦合器件CCD各像素点位接收经过所述激光枪镜头各坐标点位的光信号，并转换为电信号。