CN112683918A - 差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法及装置，属于光学成像与检测技术领域。该方法利用差动共焦光强响应曲线的过零点精确定位靶丸内表面(被测面)和相机(探测面)的轴向位置，以此实现内表面准确对焦成像；在干涉光路中采用短相干光源和球面参考镜产生内表面零位干涉图；然后利用移相干涉技术从内表面零位干涉图中直接获得内表面缺陷分布。本发明首次利用差动共焦技术的精确定位特性来为干涉测量中靶丸和相机的轴向位置装调提供了客观、准确的调整判断依据，进而首次实现了靶丸内表面缺陷的直接、精密检测。本发明为靶丸内表面缺陷的高精度直接检测和大批量高效自动化提供第一条可行途径。

Description

差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法与装置

技术领域

本发明属于光学成像与检测技术领域，用于惯性约束核聚变(ICF)中最为核心的关键器件——靶丸的内表面缺陷精密检测等。

背景技术

惯性约束核聚变(ICF)不仅是人类未来获取清洁能源的理想技术手段，而且为极端高温、高压条件下凝聚态物理及天体物理等前沿科学研究的开展提供强有力支撑。目前中、美、法、俄、日等国均已大力开展ICF相关研究。ICF将多路高能激光精确聚焦在一个内部填充DT燃料的微小空心球形靶丸上，靶丸壳层瞬间发生内爆并均匀压缩其内部的DT燃料至高温高压状态，从而实现聚变点火。靶丸是ICF装置中最为核心的关键部件，靶丸内表面上的微小形貌变化是导致点火失败的关键因素，而内表面上的孤立缺陷又是决定内表面形貌质量的关键因素，其将严重降低靶丸内爆压缩过程的对称性和稳定性，进而导致点火失败。因此，如何实现靶丸内表面缺陷的精密测量是ICF研究中亟待解决的关键问题，具有重要科学意义和应用价值。

目前，靶丸外表面缺陷检测方法包括原子力(AFM)扫描法、显微法和干涉法等，而尚无一种方法可以有效实现内表面缺陷的直接、精密检测。

AFM扫描法利用AFM探针接触靶丸外表面，然后将靶丸绕轴线旋转一周以获得一条靶丸截线形貌，进而通过扫描多条截线来获得测量外表面缺陷。AFM扫描法的优势在于具有极高的轴向分辨力，但是，其属于接触式测量方法，无法无损测量内表面缺陷。

显微法包括共焦显微镜、全息显微镜和扫描电子显微镜(SEM)等。其采用上述显微镜直接检测靶丸的外表面形貌，进而获得缺陷分布结果。显微法的优势在于技术成熟，有商业化的仪器便于测量系统的集成，测量精度高等。但是，受球差，相干性及透过率等因素的影响，上述方法均无法透过球形的壳层来对内表面进行对焦和测量，无法实现内表面缺陷无损精密检测。

干涉法的测量视场大，检测效率高，不易遗漏孤立缺陷，因而在靶丸内、外表面缺陷测量方面获得广泛应用。基于干涉法的靶丸表面缺陷检测最为关键的步骤是精确调整靶丸和相机的轴向位置，即“精准定面”，使被测面精准成像在探测面上，这样从测得波面结果中即可直接、准确地获得缺陷分布。

若被测面离焦，直接测得的表面缺陷将发生高度降低和宽度展宽，严重时甚至无法分辨。针对这一问题，现有技术采用间接计算的方案，即采用逆向衍射计算获取衍射面复振幅分布，即从模糊的结果中间接地复原出被测缺陷。然而，这种间接计算的技术方案未能从根本上解决内表面离焦的问题，其不仅算法更为复杂，而且精度和效率均不如直接成像测量来得高。

因此，现有干涉法难以实现内表面缺陷的直接、精密检测，关键在于难以实现“精准定面”，即精确调整靶丸和相机的轴向位置使得内表面精准对焦成像在干涉相机上。亟需寻找一种有效途径来精准调整定位被测靶丸和干涉相机的轴向位置，以此实现内表面直接对焦和缺陷精密检测。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有方法难以实现靶丸内表面精准对焦和内表面缺陷直接精密检测的问题，提出将差动共焦定位技术与干涉显微技术有机融合，利用差动共焦定位技术实现干涉显微光路中靶丸和相机的精准快速自动定位，进而有效保证内表面对焦精度和缺陷测量精度，并为快速自动化检测提供关键技术基础和保障。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的。

差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法，具体测量步骤如下：

(1-1)打开点光源，点光源发出的测量光束经过准直镜和显微物镜后会聚在显微物镜的焦点处，利用差动共焦高精度定位技术分别准确定位被测靶丸和干涉相机，使靶丸内表面精确对焦成像在干涉相机上；

(1-2)由近向远地调整参考臂的光学延迟，干涉相机中第二次出现的干涉条纹即内表面干涉条纹；轴向步进式地驱动参考镜进行机械式移相，干涉相机采集N帧移相干涉图，移相干涉图的光强表达式可表示为：

其中I_i表示内表面干涉图光强，(x,y)表示干涉图的像素坐标，n＝1,2…N表示移相干涉图的帧数，A和B分别表示背景光强和调制度，

表示内表面反射波面的相位，δ表示移相量；

(1-3)利用移相干涉算法从采集的移相干涉图中提取

经过解包裹、拟合剔除、高通滤波处理后，利用公式(2)得出内表面缺陷分布h_i

其中λ表示光源的中心波长。

差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法，利用差动共焦技术实现内表面精确对焦成像的步骤如下：

(2-1)将靶丸外表面精确定位在猫眼位置：在猫眼位置轴向扫描靶丸，将第一探测器和第二探测器探测的光强差动相减即可得到如公式(3)所述的差动共焦响应曲线，

其中，I_D表示差动共焦光强，u表示归一化轴向位移，u_M表示探测器的归一化离焦量。调整靶丸的轴向位置使差动共焦响应曲线的强度为零；

(2-2)将干涉相机定位在外表面共轭成像位置：将靶丸从猫眼位置向靠近测量物镜的方向移动d₁的距离使得外表面反射光束的聚焦点与猫眼位置的距离正好是靶丸外径，此时反射的测量光汇聚在干涉相机靶面上；轴向扫描干涉相机并记录其轴向位置，在干涉相机上设置虚拟针孔，将虚拟针孔内所有像素灰度值的积分作为探测光强即能够探测到共焦响应曲线，

其中I_C表示共焦光强，u表示归一化轴向位移。对该曲线进行双边拟合差动处理或sinc²拟合处理即可精确获得其顶点的轴向位置坐标，将干涉相机准确调整至该坐标位置；

(2-3)将靶丸精确定位在共焦位置：将靶丸继续向靠近物镜的方向移动至共焦位置附近并轴向扫描靶丸，差动共焦探测系统可探测到差动共焦响应曲线，调整靶丸的轴向位置使差动共焦响应曲线的强度为零；

(2-4)将干涉相机定位在内表面共轭成像位置：以干涉相机的外表面共轭成像位置为原点，将干涉相机像靠近成像透镜的方向移动d₂的距离，即可将干涉相机定位在内表面共轭成像位置，完成内表面精准对焦。

差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法，移相的引入还可通过同步瞬态移相技术实现，即无需机械移动参考臂，在成像光路中增加四分之一波片，将干涉相机的每4个像素分为一组，每组像素前依次放置0°,45°,90°,135°的偏振片，进而从一帧干涉图中即可提取出4帧移相量为90度的移相干涉图。

差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法，共焦曲线的双边拟合差动处理步骤如下：选取共焦曲线两侧相对强度在0.45-0.65之间的数据点，分别拟合出两条直线l_A和l_B，将两直线差动相减可得到差动共焦直线l_dc，求出l_dc的绝对零点轴向坐标即共焦曲线的顶点轴向坐标。

差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法，共焦曲线的sinc²拟合处理步骤如下：选取共焦曲线顶点附近的数据点，按照sinc²函数进行拟合，得到拟合曲线的顶点轴向坐标及共焦曲线的顶点轴向坐标。

差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法，相机内外共轭位置之间的距离d₂的计算步骤如下：根据已知的靶丸外径、壳厚、折射率，及光路中每片透镜的焦距和间距，分别建立内表面成像和外表面成像的光学系统几何光线追迹模型，在每个光学模型中得到最佳像面位置，两个最佳像面位置之间的距离即d₂。

差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测装置，包括如下器件：短相干激光器，光纤，准直镜，偏振分光棱镜PBS，第一四分之一波片，测量物镜，被测靶丸，第二四分之一波片，参考物镜，参考球，第一分光棱镜BS，第一线偏振片，镜筒透镜，准直成像透镜，干涉相机，第二线偏振片，窄带滤光片，汇聚透镜，第二BS，第一针孔，第一探测器，第二针孔和第二探测器。

短相干激光器发出的短相干线偏振光通过耦合进入光纤一端，由光纤另一端发出的光被准直镜准直为平行光，平行光被PBS分为两路，透过PBS的光束经过第一四分之一波片和测量物镜后汇聚在被测靶丸的球心处，被靶丸内表面反射光束再次经过第一四分之一波片和测量物镜后形成测量光。被PBS反射的光束经过第二四分之一波片和参考物镜后汇聚在参考球的球心处，被参考球面原路反射的光束再次经过第二四分之一波片和参考物镜后形成参考光。参考光和测量光分别被PBS透射和反射，然后进入第一BS。

被第一BS反射的参考光和测量光经过透振方向45°的第一线偏振片后发生干涉，干涉条纹先后经过镜筒透镜和准直成像透镜后成像在干涉相机上，干涉相机采集记录干涉图。

被第一BS透射的参考光和测量光进入差动共焦探测系统，经过透振方向S方向的第二线偏振片后，参考光被滤除，只保留测量光。测量光经过窄带滤光片后被汇聚透镜汇聚，然后被第二BS透射和反射，透射和反射的测量光分别经过第一针孔和第二针孔后被第一探测器和第二探测器收集。第一针孔和第二针孔离焦放置，离焦量大小相等，方向相反。

差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测装置，原路反射的参考光和测量光最终被准直为平行光打在干涉相机上，干涉相机可以轴向移动调整以实现内表面精准对焦成像，并且干涉相机轴向移动调整的过程中干涉图大小保持不变。

有益效果

本发明对比已有技术具有以下创新点：

1)首次提出利用差动共焦曲线的绝对零点实现干涉测量中靶丸和干涉相机的精准定位，有效保证了内表面的直接对焦成像和内表面缺陷的直接、高精度检测；

2)使用短相干光源作为测量光源，有效避免了外表面寄生条纹对内表面缺陷测量的影响；

3)使用标准球面作为参考面，与被测内表面产生零位干涉，有效扩大了有效测量视场。

本发明对比已有技术具有以下显著优点：

1)相比于传统干涉方法，本方法利用差动共焦技术为内表面对焦调整提供了准确的判断依据，首次实现了内表面的直接、准确对焦；

2)相比于传统干涉方法，本方法利用差动共焦技术为内表面对焦调整提供了客观的判断依据，为自动化测量提供必要技术保障；

3)相比于传统干涉方法，本方法采用短相干光源和球面参考面，有效避免了内表面寄生条纹对测量精度的影响并扩大了有效测量视场；

4)相比于间接的光场衍射计算的方法，本方法直接对内表面对焦成像，有效提高了测量精度和测量效率。

附图说明

图1为本发明差动共焦定面干涉检测方法原理图；

图2为本发明内表面对焦成像示意图；

图3为本发明内表面缺陷测量的流程图；

图4为本发明差动共焦曲线图；

图5为本发明共焦曲线及双边拟合差动处理示意图；

图6为本发明差动共焦定面干涉检测装置；

图7为本发明实施例中测得的内表面缺陷。

其中：1-短相干激光器，2-光纤，3-准直透镜，4-PBS，5-第一四分之一波片，6-测量物镜，7-被测靶丸，8-第二四分之一波片，9-参考物镜，10-参考球面，11-第一BS，12-第一偏振片，13-镜筒透镜，14准直成像透镜，15-干涉相机，16-第二偏振片，17-窄带滤光片，18-汇聚透镜，19-第二BS，20-第一针孔，21-第一探测器，22-第二针孔，23-第二探测器，24-旋转台，25-平移台，26-测长干涉仪，27-压电陶瓷，28-参考臂平移台，29-相机平移台，30-主控计算机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

结合图1-图6，差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法及检测装置，其中短相干激光器1发出的短相干线偏振光通过耦合进入光纤2一端，由光纤2另一端发出的光被准直镜3准直为平行光，平行光被PBS4分为两路，透过PBS4的光束经过第一四分之一波片5和测量物镜6后汇聚在被测靶丸7的球心处，被内表面反射的光束再次经过第一四分之一波片5和测量物镜6后形成测量光。被PBS4反射的光束经过第二四分之一波片8和参考物镜9后汇聚在参考球面10的球心处，被参考球面10原路反射的光束再次经过第二四分之一波片8和参考物镜9后形成参考光。参考光和测量光分别被PBS4透射和反射，然后进入第一BS11。

被第一BS11反射的参考光和测量光经过透振方向45°的第一线偏振片12后发生干涉，干涉条纹先后经过镜筒透镜13和准直成像透镜14后成像在干涉相机15上，干涉相机15采集记录干涉图。

被第一BS11透射的参考光和测量光进入差动共焦探测系统，经过透振方向S方向的第二线偏振片16后，参考光被滤除，只保留测量光。测量光经过窄带滤光片17后被汇聚透镜18汇聚，然后被第二BS19透射和反射，透射和反射的测量光分别经过第一针孔20和第二针孔22后被第一探测器21和第二探测器23收集。第一针孔20和第二针孔22离焦放置，离焦量大小相等，方向相反。

差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测装置，原路反射的参考光和测量光最终被准直为平行光打在干涉相机15上，干涉相机15可以轴向移动调整以实现内表面精准对焦成像，并且干涉相机15轴向移动调整的过程中干涉图大小保持不变。

被测靶丸7被固定在旋转台24上，旋转台固定在平移台25上。测长干涉仪26用于监测靶丸的轴向位置。参考物镜9和参考球面10共同被固定在压电陶瓷27上，压电陶瓷27被用于驱动参考臂移相。压电陶瓷27则被固定在参考臂平移台28上，参考臂平移台28被用于调整参考光的光学延迟。干涉相机15被固定在相机平移台29上，相机平移台29被用于轴向调整相机的位置，并带有光栅尺可监测其轴向位移。主控计算机30用于装置中的运动控制和数据采集。

本实施例中实现靶丸内表面缺陷测量的过程如下：

(1)打开短相干激光器1，发出的测量光束经过准直透镜2和测量物镜6后会聚，利用差动共焦高精度定位技术分别准确定位被测靶丸7和干涉相机15，使内表面精确对焦成像在干涉相机15上；

(2)由近向远地调整参考臂的光学延迟，干涉相机15中第二次出现的干涉条纹即内表面干涉条纹；轴向步进式地驱动参考臂进行机械式移相，干涉相机采集N帧移相干涉图，移相干涉图的光强表达式可表示为：

其中I_i表示内表面干涉图光强，(x,y)表示干涉图的像素坐标，n＝1,2…N表示移相干涉图的帧数，A和B分别表示背景光强和调制度，

表示内表面反射波面的相位，δ表示移相量；

(3)利用移相干涉算法从采集的移相干涉图中提取

经过解包裹、拟合剔除、高通滤波处理后，利用公式(2)得出内表面缺陷分布h_i

其中λ表示光源的中心波长。

根据图2，利用差动共焦技术实现内表面精确对焦成像的步骤如下：

(1)将靶丸外表面精确定位在猫眼位置：在猫眼位置轴向扫描靶丸，将第一探测器和第二探测器探测的光强差动相减即可得到如公式(3)所述及图4所示的差动共焦响应曲线，

其中，I_D表示差动共焦光强，u表示归一化轴向位移，u_M表示探测器的归一化离焦量。调整靶丸的轴向位置使差动共焦响应曲线的强度为零；

(2)将干涉相机定位在外表面共轭成像位置：将靶丸从猫眼位置向靠近物镜的方向移动d₁的距离使得外表面反射光束的聚焦点与猫眼位置的距离正好是靶丸外径，此时反射的测量光汇聚在干涉相机靶面上。轴向扫描干涉相机并记录其轴向位置，在干涉相机上设置虚拟针孔，将虚拟针孔内所有像素灰度值的积分作为探测光强即可探测到如图5所示的共焦响应曲线，

其中I_C表示共焦光强，u表示归一化轴向位移。对该曲线进行双边拟合差动处理或sinc²拟合处理即可精确获得其顶点的轴向位置坐标，将干涉相机准确调整至该坐标位置；

(3)将靶丸精确定位在共焦位置：将靶丸继续向靠近物镜的方向移动至共焦位置附近并轴向扫描靶丸，差动共焦探测系统可探测到差动共焦响应曲线，调整靶丸的轴向位置使差动共焦响应曲线的强度为零；

(4)将干涉相机15定位在内表面共轭成像位置：以干涉相机的外表面共轭成像位置为原点，将干涉相机像靠近成像透镜的方向移动d₂的距离，即可将干涉相机定位在内表面共轭成像位置，完成内表面精准对焦。

根据图5，共焦曲线的双边拟合差动处理步骤如下：选取共焦曲线两侧相对强度在0.45-0.65之间的的数据点，分别拟合出两条直线l_A和l_B，将两直线差动相减可得到差动共焦直线l_dc，求出l_dc的绝对零点轴向坐标即共焦曲线的顶点轴向坐标。

相机内外共轭位置之间的距离d₂的计算步骤如下：根据已知的靶丸外径、壳厚、折射率，及光路中每片透镜的焦距和间距，分别建立内表面成像和外表面成像的光学系统几何光线追迹模型，在每个光学模型中得到最佳像面位置，两个最佳像面位置之间的距离即d₂。

在图6所示的测量装置上，采用图3所示的检测流程，最终测得的内表面缺陷如附图7所示，图7中可见若干清晰的内表面凸起缺陷，因此证明了本发明的可行性和良好效果。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。

Claims (8)

1.差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法，其特征在于：包括如下检测步骤：

(1-1)打开短相干激光器，发出的测量光束经过准直透镜和测量物镜后会聚，利用差动共焦高精度定位技术分别准确定位被测靶丸和干涉相机，使靶丸内表面精确对焦成像在干涉相机上；

(1-2)由近向远地调整参考臂的光学延迟，干涉相机中第二次出现的干涉条纹即内表面干涉条纹；轴向步进式地驱动参考镜进行机械式移相，干涉相机采集N帧移相干涉图，移相干涉图的光强表达式表示为：

其中I_i表示内表面干涉图光强，(x,y)表示干涉图的像素坐标，n＝1,2…N表示移相干涉图的帧数，A和B分别表示背景光强和调制度，

表示内表面反射波面的相位，δ表示移相量；

(1-3)利用移相干涉算法从采集的移相干涉图中提取

经过解包裹、拟合剔除和高通滤波处理后，利用公式(2)得出内表面缺陷分布h_i

其中λ表示光源的中心波长。

2.根据权利要求1所述的差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法，其特征在于：步骤(1)所述利用差动共焦高精度定位技术分别准确定位被测靶丸和干涉相机，使靶丸内表面精确对焦成像在干涉相机上的步骤如下：

(2-1)将靶丸外表面精确定位在猫眼位置：在猫眼位置轴向扫描靶丸，将第一探测器和第二探测器探测的光强差动相减即得到如公式(3)所述的差动共焦响应曲线，

其中，I_D表示差动共焦光强，u表示归一化轴向位移，u_M表示探测器的归一化离焦量；调整靶丸的轴向位置使差动共焦响应曲线的强度为零；

(2-2)将干涉相机定位在外表面共轭成像位置：将靶丸从猫眼位置向靠近测量物镜的方向移动d₁的距离使得外表面反射光束的聚焦点与猫眼位置的距离正好是靶丸外径，此时反射的测量光汇聚在干涉相机靶面上；轴向扫描干涉相机并记录其轴向位置，在干涉相机上设置虚拟针孔，将虚拟针孔内所有像素灰度值的积分作为探测光强即能够探测到共焦响应曲线，

其中I_C表示共焦光强，u表示归一化轴向位移；对该曲线进行双边拟合差动处理或sinc²拟合处理即可精确获得其顶点的轴向位置坐标，将干涉相机准确调整至该坐标位置；

(2-3)将靶丸精确定位在共焦位置：将靶丸继续向靠近测量物镜的方向移动至共焦位置附近并轴向扫描靶丸，差动共焦探测系统能够探测到差动共焦响应曲线，调整靶丸的轴向位置使差动共焦响应曲线的强度为零；

(2-4)将干涉相机定位在内表面共轭成像位置：以干涉相机的外表面共轭成像位置为原点，将干涉相机像靠近准直成像透镜的方向移动d₂的距离，即能够将干涉相机定位在内表面共轭成像位置，完成内表面精准对焦。

3.根据权利要求1所述的差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法，其特征在于：步骤(1-2)中所述移相还能够通过同步瞬态移相技术得到，即无需轴向步进式地驱动参考镜进行机械式移相；

所述同步瞬态移相的方法为：在成像光路中增加四分之一波片，将干涉相机的每4个像素分为一组，每组像素前依次放置0°,45°,90°,135°的偏振片，进而从一帧干涉图中即能够提取出4帧移相量为90度的移相干涉图。

4.根据权利要求2所述的差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法，其特征在于：步骤(2-2)所述共焦响应曲线进行双边拟合差动处理步骤如下：选取共焦曲线两侧相对强度在0.45-0.65之间的数据点，分别拟合出两条直线l_A和l_B，将两直线差动相减可得到差动共焦直线l_dc，求出l_dc的绝对零点轴向坐标，即共焦曲线的顶点轴向位置坐标。

5.根据权利要求2所述的差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法，其特征在于，步骤(2-2)所述共焦响应曲线进行sinc²拟合处理步骤如下：选取共焦曲线顶点附近的数据点，按照sinc²函数进行拟合，得到拟合曲线的顶点轴向坐标，即共焦曲线的顶点轴向坐标。

6.根据权利要求2所述的差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测方法，其特征在于，步骤(2-4)中相机内外共轭位置之间的距离d₂的计算步骤如下：根据已知的靶丸外径、壳厚、折射率，及光路中每片透镜的焦距和间距，分别建立内表面成像和外表面成像的光学系统几何光线追迹模型，在每个光学模型中得到最佳像面位置，两个最佳像面位置之间的距离即d₂。

7.差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测装置，其特征在于，包括短相干激光器、光纤、准直镜、偏振分光棱镜PBS、第一四分之一波片、测量物镜、被测靶丸、第二四分之一波片、参考物镜、参考球、第一分光棱镜BS、第一线偏振片、镜筒透镜、准直成像透镜、干涉相机、第二线偏振片、窄带滤光片、汇聚透镜、第二BS、第一针孔、第一探测器、第二针孔和第二探测器；

短相干激光器发出的短相干线偏振光通过耦合进入光纤一端，由光纤另一端发出的光被准直镜准直为平行光，平行光被PBS分为两路，透过PBS的透射光束经过第一四分之一波片和测量物镜后汇聚在被测靶丸的球心处，被测靶丸内表面反射光束再次经过测量物镜和第一四分之一波片后形成测量光；被PBS反射的光束经过第二四分之一波片和参考物镜后汇聚在参考球的球心处，被参考球面原路反射的光束再次经过参考物镜和第二四分之一波片后形成参考光；参考光和测量光分别被PBS透射和反射，然后进入第一BS；

被第一BS反射的参考光和测量光经过透振方向45°的第一线偏振片后发生干涉，干涉条纹先后经过镜筒透镜和准直成像透镜后成像在干涉相机上，干涉相机采集记录干涉图；

被第一BS透射的参考光和测量光进入差动共焦探测系统，经过透振方向S方向的第二线偏振片后，参考光被滤除，只保留测量光；测量光经过窄带滤光片后被汇聚透镜汇聚，然后被第二BS透射和反射，透射的测量光经过第一针孔后被第一探测器收集；反射的测量光经过第二针孔后被第二探测器收集；第一针孔和第二针孔离焦放置，离焦量大小相等，方向相反。

8.根据权利要求7所述的差动共焦定面干涉靶丸内表面缺陷检测装置，其特征在于：原路反射的参考光和测量光最终被准直为平行光打在干涉相机上，干涉相机轴向移动调整以实现内表面精准对焦成像，并且干涉相机轴向移动调整的过程中干涉图大小保持不变。

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