CN116735604A - 大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测系统及方法 - Google Patents
大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测系统及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116735604A CN116735604A CN202310706471.3A CN202310706471A CN116735604A CN 116735604 A CN116735604 A CN 116735604A CN 202310706471 A CN202310706471 A CN 202310706471A CN 116735604 A CN116735604 A CN 116735604A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser crystal
- detected
- defect
- image
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 149
- 230000007547 defect Effects 0.000 title claims abstract description 148
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 137
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 21
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 18
- 230000010339 dilation Effects 0.000 claims description 13
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 11
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims description 8
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 claims 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
- G01N2021/0106—General arrangement of respective parts
- G01N2021/0112—Apparatus in one mechanical, optical or electronic block
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
- G01N2021/8854—Grading and classifying of flaws
- G01N2021/8861—Determining coordinates of flaws
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
- G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
- G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
- G01N2021/8887—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges based on image processing techniques
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
Abstract
本发明涉及激光晶体检测技术领域，具体涉及一种大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测系统及方法。该系统包括：载物平台，其上方用于放置待检测激光晶体；激光发生装置，其设于载物平台的一侧且用于产生作用于待检测激光晶体的片状激光；升降装置，其用于带动载物平台或激光发生装置在高度方向上进行位移；图像采集装置，其设置于放置工位的正上方且用于采集待检测激光晶体的检测图像；缺陷检测装置，其用于对检测图像进行处理，并获取缺陷的像素坐标；以及缺陷位置获取装置，其用于基于升降装置的位移量s和缺陷的像素坐标获取缺陷的在世界坐标系的空间坐标。该方法基于上述系统实现。本发明能够较佳地实现对大尺寸激光晶体的内在缺陷的无损检测。
Description
技术领域
本发明涉及激光晶体检测技术领域，具体地说，涉及一种大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测系统及方法。
背景技术
高功率激光技术是激光技术中的重要组成部分，它是当前固体激光发展的重要前沿技术，在工业、科研、军事等领域有着重要的应用前景。激光晶体作为高功率激光技术的重要元件，目前发展趋势朝向大尺寸、高掺杂的方向；受到生产工艺的制约，使得激光晶体的成品率降低、生产缺陷增多；例如，人工制备的激光晶体中一般都有散射颗粒存在；这不仅增加了激光晶体的光损耗、降低了激光输出效率，甚至还会引起强光下的激光晶体的损坏。为避免此种后果，现有技术中在激光晶体切割之前，需要检测散射颗粒(即激光晶体的晶体缺陷)的位置。也即，对于激光晶体(尤其是大尺寸激光晶体)而言，晶体缺陷能否快速且准确的检出是影响激光晶体元件制备效率及激光器发光性能的重要因素。
国内关于光学材料体缺陷的检测起步较晚，目前多在技术探索和验证阶段，尚未形成通用的检测方法。
传统的人工目视检测方法由于操作简便，成本低廉，是检测晶体缺陷的通用方法。但该方法完全依赖检测人员的经验，易受检测人员的观察距离和照明光参数等因素影响，从而导致缺陷漏检的情况发生，同时晶体内存在的缺陷具有尺寸小，分布不均匀的特点，因此传统的人工目视检测方法的效率与精度均不适用于大尺寸激光晶体散射颗粒的检测和识别。因此，研究提高晶体缺陷检测的方法和结构，并研制出高检测率的晶体缺陷检测平台有着重大意义。
发明内容
本发明提供了一种大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测系统，其能够克服现有技术的某种或某些缺陷。
根据本发明的大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测系统，其包括：
载物平台，其上方设有用于放置待检测激光晶体的放置工位；
激光发生装置，其设于载物平台的一侧且用于产生作用于待检测激光晶体的片状激光，片状激光透射入待检测激光晶体的作用面为水平面；
升降装置，其用于带动载物平台或激光发生装置在高度方向上进行位移；
图像采集装置，其设置于放置工位的正上方且用于采集待检测激光晶体的检测图像；
缺陷检测装置，其用于对检测图像进行处理，并在检测图像中存在缺陷时获取缺陷的像素坐标(u，v)；以及
缺陷位置获取装置，其用于基于升降装置的位移量s和缺陷的像素坐标(u，v)获取缺陷的在世界坐标系的空间坐标(x，y，z)。
本发明通过激光发生装置和图像采集装置所构建的光路检测系统，使得：在待检测激光晶体不存在内在缺陷时，片状激光能够直接穿过待检测激光晶体，此时图像采集装置所采集的检测图像的明暗度能够保持一致；而当待检测激光晶体存在内在缺陷时，片状激光能够在缺陷位置处产生散射，该散射会直接体现为检测图像中的明暗度变化；故而能够较佳地实现对大尺寸激光晶体的内在缺陷的无损检测。该种方式能够避免人工目视检测所导致的效率低下且精度不可控的问题，且由于结构简单、原理直白不需要特殊检测设备或仪器等的参与故简单易行。
作为优选，缺陷检测装置包括灰度处理单元、图像裁剪单元、背景滤除单元以及形态学膨胀单元以及缺陷识别单元；
灰度处理单元用于对检测图像进行处理，以获取单色的灰度检测图像；
图像裁剪单元用于对灰度检测图像进行处理，以获取目标检测图像；
背景滤除单元用于对目标检测图像进行处理，以获取去噪音检测图像；
形态学膨胀单元用于对去噪音检测图像进行处理，以获取膨胀检测图像；
缺陷识别单元用于对膨胀检测图像进行处理，并在膨胀检测图像中存在缺陷时获取缺陷的像素坐标(u，v)。
通过上述，能够较佳地实现对原始所获取的检测图像进行处理，并能够使晶体图像中的缺陷信息更清晰，故而能够较佳地便于缺陷的更快速、准确的检出。
作为优选，放置工位具有用于与待检测激光晶体的底面配合的待检测激光晶体放置面，待检测激光晶体放置面为水平面；待检测激光晶体放置面处设置第一基准点，第一基准点过世界坐标系的Z轴；图像采集装置的光轴过第一基准点，且与世界坐标系的Z轴重合。
故而能够较佳地便于世界坐标系与相机坐标间的转换矩阵的获取，尤其是会使得升降装置的位移直接体现为在世界坐标系上z轴坐标的变化，故而能够较佳地简化缺陷的在世界坐标系的空间坐标(x，y，z)的获取。
作为优选，放置工位位于第一基准点外侧处设置调节机构，调节机构用于实现待检测激光晶体在待检测激光晶体放置面处的水平位置调节。故而能够较佳地实现待检测激光晶体在世界坐标系中的坐标的调节，故而能够较佳地便于基于空间坐标(x，y，z)实现缺陷位置在待检测激光晶体中的获取。
此外，本发明提供了一种大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测方法，其具有如下步骤：
S1、采用一激光发生装置产生作用于待检测激光晶体的片状激光，并使得片状激光透射入待检测激光晶体的作用面为水平面；
S2、采用一图像采集装置自待检测激光晶体的正上方采集待检测激光晶体的检测图像，并使得图像采集装置的光轴方向垂直于待检测激光晶体的作用面；
S3、控制待检测激光晶体的作用面沿图像采集装置的光轴方向产生位移，并在每次位移后均通过一缺陷检测装置对待检测激光晶体的检测图像进行处理，并并在检测图像中存在缺陷时获取缺陷的像素坐标(u，v)；
S4、通过一缺陷位置获取装置基于位移量s和缺陷的像素坐标(u，v)获取缺陷的在世界坐标系的空间坐标(x，y，z)。
通过上述即可较佳地实现对待检测激光晶体中的缺陷的识别以及缺陷所在位置的获取。
作为优选，步骤S3中，通过一载物平台实现对待检测激光晶体的承载，通过一升降装置实现载物平台与激光发生装置间的沿图像采集装置的光轴方向的相对位移。故而能够较佳地实现对大尺寸激光晶体的全面检测。
作为优选，步骤S3中，所述对待检测激光晶体的检测图像进行处理包括如下步骤，
S31、通过灰度处理单元对检测图像进行处理，以获取单色的灰度检测图像；
S32、通过图像裁剪单元对灰度检测图像进行处理，以获取目标检测图像；
S33、通过背景滤除单元对目标检测图像进行处理，以获取去噪音检测图像；
S34、通过形态学膨胀单元对去噪音检测图像进行处理，以获取膨胀检测图像；
S35、通过缺陷识别单元对膨胀检测图像进行处理，并在膨胀检测图像中存在缺陷时获取缺陷的像素坐标(u，v)。
故而，能够较佳地实现世界坐标系的建立，以较佳地实现缺陷位置坐标的获取。
作为优选，步骤S4中，
在放置工位处设置用于与待检测激光晶体的底面配合的待检测激光晶体放置面，并设置待检测激光晶体放置面为水平面；
在待检测激光晶体放置面处设置第一基准点，第一基准点过世界坐标系的Z轴；
设置图像采集装置的光轴过第一基准点，且与世界坐标系的Z轴重合。
故而，能够较佳地实现世界坐标系的建立，以较佳地实现缺陷位置坐标的获取。
作为优选，在放置工位位于第一基准点外侧处设置调节机构，通过调节机构对待检测激光晶体在待检测激光晶体放置面处的水平位置进行调节。此种构造能够较佳地实现待检测激光晶体在世界坐标系中的坐标的调节，故而能够较佳地便于基于空间坐标(x，y，z)实现缺陷位置在待检测激光晶体中的获取。
附图说明
图1为实施例1中的大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测系统的框图示意图；
图2为实施例1中的对检测图像进行处理的流程示意图。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，结合实施例对本发明作详细描述。应当理解的是，实施例仅仅是对本发明进行解释而并非限定。
实施例1
见于图1，本实施例提供了一种大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测系统，包括：
载物平台，其上方设有用于放置待检测激光晶体的放置工位；
激光发生装置，其设于载物平台的一侧且用于产生作用于待检测激光晶体的片状激光，片状激光透射入待检测激光晶体的作用面为水平面；
升降装置，其用于带动载物平台或激光发生装置在高度方向上进行位移；
图像采集装置，其设置于放置工位的正上方且用于采集待检测激光晶体的检测图像；
缺陷检测装置，其用于对检测图像进行处理，并在检测图像中存在缺陷时获取缺陷的像素坐标(u，v)；以及
缺陷位置获取装置，其用于基于升降装置的位移量s和缺陷的像素坐标(u，v)获取缺陷的在世界坐标系的空间坐标(x，y，z)。
本实施例中，通过激光发生装置和图像采集装置所构建的光路检测系统，使得：在待检测激光晶体不存在内在缺陷时，片状激光能够直接穿过待检测激光晶体，此时图像采集装置所采集的检测图像的明暗度能够保持一致；而当待检测激光晶体存在内在缺陷时，片状激光能够在缺陷位置处产生散射，该散射会直接体现为检测图像中的明暗度变化；故而能够较佳地实现对大尺寸激光晶体的内在缺陷的无损检测。该种方式能够避免人工目视检测所导致的效率低下且精度不可控的问题，且由于结构简单、原理直白不需要特殊检测设备或仪器等的参与故简单易行。
其中，通过使得激光发生装置仅产生水平作用于待检测激光晶体的作用面，即片状激光并不是整个地通过待检测激光晶体而是单次至只水平地透过待检测激光晶体的一个横截面，故而通过使得片状激光沿待检测激光晶体的轴向多次步进位移(通过升降装置实现)，即可较佳地完成对待检测激光晶体的全面检测。
本实施例中，考虑到激光发生装置需要稳定的运行环境，故而能够设置升降装置作用于载物平台，故而简单易行。
本实施例中，通过缺陷检测装置，能够较佳地实现对检测图像中的缺陷的识别以及缺陷位置的输出；可以理解的是，在检测图像中存在缺陷时，检测图像中位于缺陷位置的像素值会因片状激光在缺陷位置处的散射而发生变化，故而缺陷检测装置能够较佳基于现有的多种图像识别算法实现对缺陷的识别以及缺陷所在的像素坐标的输出。
本实施例中，通过缺陷位置获取装置，能够较佳地实现所检出缺陷在待检测激光晶体中的具体位置，故而便于后续的加工操作，以及对大尺寸激光晶体的生产工艺的优化指导。可以理解的是，通过标定，即可较佳地实现世界坐标系与图像采集装置的相机坐标系的对应，故而能够较佳地基于像素坐标(u，v)以及升降装置的位移量s获取缺陷所在位置的世界坐标；在实际操作中，通过获取待检测激光晶体在世界坐标系中的位置，即可较佳地实现缺陷在待检测激光晶体中的位置的获取。
本实施例中，缺陷位置获取装置能够对每个所检测到的缺陷位置进行依次编号，并将该缺陷位置的坐标与其编号进行对应，进而构建缺陷位置表征表进行输出，故而能够较佳地对大尺寸激光晶体的缺陷位置的输出和表征。
本实施例中，升降装置能够包括伺服电机和螺杆升降机构，故而能够较佳地实现对升降位移量的精确控制。
本实施例中，图像采集装置能够包括相机组件，故而能够较佳地实现图像的数据的较佳采集。
本实施例中，缺陷检测装置包括灰度处理单元、图像裁剪单元、背景滤除单元以及形态学膨胀单元以及缺陷识别单元；
灰度处理单元用于对检测图像进行处理，以获取单色的灰度检测图像；
图像裁剪单元用于对灰度检测图像进行处理，以获取目标检测图像；
背景滤除单元用于对目标检测图像进行处理，以获取去噪音检测图像；
形态学膨胀单元用于对去噪音检测图像进行处理，以获取膨胀检测图像；
缺陷识别单元用于对膨胀检测图像进行处理，并在膨胀检测图像中存在缺陷时获取缺陷的像素坐标(u，v)。
通过上述，能够较佳地实现对原始所获取的检测图像进行处理，并能够使晶体图像中的缺陷信息更清晰，故而能够较佳地便于缺陷的更快速、准确的检出。
其中，图像采集装置所获取的原始检测图像能够为RGB图像，通过灰度处理单元的处理能够将其转换为灰度图像，故而能够较佳地增加原始检测图像中缺陷位置与非缺陷位置的对比度，故而能够能够较佳地便于缺陷的检出。本实施例中，对于任一像素点的像素值，能够通过对该像素点处的R、G、B值的加权计算以作为该任一像素点在灰度检测图像中灰度值，具体能够为：
Gray(i,j)＝0.299*R(i,j)+0.578*G(i,j)+0.114*B(i,j)；
上述中，Gray(i,j)为像素点(i，j)处理后的灰度值，R(i,j)、G(i,j)和B(i,j)分别为像素点(i，j)在原始检测图像中的R、G、B三个分量的值，通过上述公式中对权重的合理分配，能够较佳地考虑缺陷识别时对R、G、B三种颜色的敏感度，实现标区域的突出。
本实施例中，通过图像裁剪单元的处理，能够较佳地将灰度化后的检测图像的目标检测区域进行定位，且获取像素长、宽设定的目标检测图像，故而能够较佳地便于后续的处理。可以理解的是，在图像采集装置进行待检测激光晶体的检测图像采集时，图像采集装置的视野是难以做到只照射于待检测激光晶体处，且此种设置也毫无意义；在实际中的做法为，能够将放置工位(及下述的待检测激光晶体放置面)设置为具有单一色彩(如黑色)的模板(具有实体结构或仅为涂层)，故而图像裁剪单元能够基于模板的尺寸对相关图像进行裁切，故而使得裁切后获取的目标检测图像能够具备统一背景和尺寸，故而能够较佳地便于后续的处理；本实施例中，图像裁剪单元能够基于计算机程序实现，其裁切指令能够表达为[x0,y0,width,length]，其中，(x0，y0)能够为相关图像的中心点像素坐标，width和length能够为所获取的目标检测图像的像素宽度和像素长度。
本实施例中，通过背景滤除单元能够较佳地对目标检测图像中的背景像素值进行滤除，故而能够较佳地实现对目标检测图像中的背景噪声进行去除，减少在采集图像过程中引入的多种信息干扰等因素。对于任一点目标检测图像中的任一点(i,j)，其经背景滤除单元处理后的像素值g(i,j)能够为，
g(i,j)＝med{f(i-k,j-l),(k,l∈W)}；
其中，f(x,y)，g(x,y)分别表示目标检测图像和去噪音检测图像。W是为一个二维的背景模板，其能够具有多组像素点，具体能够为3*3或5*5的矩形区域，也能够为如线状、圆形、十字形、圆环形等形状的区域；对于任一需要去除背景的像素点，通过将其像素值与背景模板W中的每个像素点的像素值作差并以结果序列中的中位值作为最终的像素值g(i,j)，即可较佳地实现对多种情形下的噪音去除的功能。
本实施例中，通过形态学膨胀单元，能够较佳地实现对缺陷位置处的像素点的膨胀，故而能够较佳地实现对缺陷所在位置的区域的放大，故而能够较佳地便于像素的识别和检出。其中，形态学膨胀为惯用的图像形态学运算，本实施例中不予赘述。
本实施例中，放置工位具有用于与待检测激光晶体的底面配合的待检测激光晶体放置面，待检测激光晶体放置面为水平面；待检测激光晶体放置面处设置第一基准点，第一基准点过世界坐标系的Z轴；图像采集装置的光轴过第一基准点，且与世界坐标系的Z轴重合。故而能够较佳地便于世界坐标系与相机坐标间的转换矩阵的获取，尤其是会使得升降装置的位移直接体现为在世界坐标系上z轴坐标的变化，故而能够较佳地简化缺陷的在世界坐标系的空间坐标(x，y，z)的获取。
本实施例中，放置工位位于第一基准点外侧处设置调节机构，调节机构用于实现待检测激光晶体在待检测激光晶体放置面处的水平位置调节。此种构造能够较佳地实现待检测激光晶体在世界坐标系中的坐标的调节，故而能够较佳地便于基于空间坐标(x，y，z)实现缺陷位置在待检测激光晶体中的获取。
基于上述系统，本实施例还提供了一种大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测方法，其具有如下步骤：
S1、采用一激光发生装置产生作用于待检测激光晶体的片状激光，并使得片状激光透射入待检测激光晶体的作用面为水平面；
S2、采用一图像采集装置自待检测激光晶体的正上方采集待检测激光晶体的检测图像，并使得图像采集装置的光轴方向垂直于待检测激光晶体的作用面；
S3、控制待检测激光晶体的作用面沿图像采集装置的光轴方向产生位移，并在每次位移后均通过一缺陷检测装置对待检测激光晶体的检测图像进行处理，并并在检测图像中存在缺陷时获取缺陷的像素坐标(u，v)；
S4、通过一缺陷位置获取装置基于位移量s和缺陷的像素坐标(u，v)获取缺陷的在世界坐标系的空间坐标(x，y，z)。
通过上述即可较佳地实现对待检测激光晶体中的缺陷的识别以及缺陷所在位置的获取。
在步骤S3中，通过一载物平台实现对待检测激光晶体的承载，通过一升降装置实现载物平台与激光发生装置间的沿图像采集装置的光轴方向的相对位移。故而能够较佳地实现对大尺寸激光晶体的全面检测。
在步骤S3中，所述对待检测激光晶体的检测图像进行处理包括如下步骤，
S31、通过灰度处理单元对检测图像进行处理，以获取单色的灰度检测图像；
S32、通过图像裁剪单元对灰度检测图像进行处理，以获取目标检测图像；
S33、通过背景滤除单元对目标检测图像进行处理，以获取去噪音检测图像；
S34、通过形态学膨胀单元对去噪音检测图像进行处理，以获取膨胀检测图像；
S35、通过缺陷识别单元对膨胀检测图像进行处理，并在膨胀检测图像中存在缺陷时获取缺陷的像素坐标(u，v)。
故而，能够较佳地实现对缺陷的检测的精确度和速度的提升。
在步骤S4中，
在放置工位处设置用于与待检测激光晶体的底面配合的待检测激光晶体放置面，并设置待检测激光晶体放置面为水平面；
在待检测激光晶体放置面处设置第一基准点，第一基准点过世界坐标系的Z轴；
设置图像采集装置的光轴过第一基准点，且与世界坐标系的Z轴重合。
故而，能够较佳地实现世界坐标系的建立，以较佳地实现缺陷位置坐标的获取。
本实施例作为一个具体地实施例，在对尺寸为50mm*50mm*100mm的K9光学玻璃进行检测时：
激光发生装置产生波长为532nm的片状激光；
图像采集装置为CMOS相机且CMOS相机的有效像素数为2048*2048、像素尺寸为6.5um*6.5um；
升降装置每次升降的步长为1mm。
经处理后，缺陷位置获取装置能够输出如表1所示的数据。
表1待检测激光晶体的缺陷位置表
通过上表，即可较佳地实现对待检测激光晶体的缺陷检测以及缺陷位置的输出和表征。
容易理解的是，本领域技术人员在本申请提供的一个或几个实施例的基础上，可以对本申请的实施例进行结合、拆分、重组等得到其他实施例，这些实施例均没有超出本申请的保护范围。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，实施例所示的也只是本发明的实施方式的部分，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测系统，其特征在于，包括：
载物平台，其上方设有用于放置待检测激光晶体的放置工位；
激光发生装置，其设于载物平台的一侧且用于产生作用于待检测激光晶体的片状激光，片状激光透射入待检测激光晶体的作用面为水平面；
升降装置，其用于带动载物平台或激光发生装置在高度方向上进行位移；
图像采集装置，其设置于放置工位的正上方且用于采集待检测激光晶体的检测图像；
缺陷检测装置，其用于对检测图像进行处理，并在检测图像中存在缺陷时获取缺陷的像素坐标(u，v)；以及
缺陷位置获取装置，其用于基于升降装置的位移量s和缺陷的像素坐标(u，v)获取缺陷的在世界坐标系的空间坐标(x，y，z)。
2.根据权利要求1所述的大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测系统，其特征在于：缺陷检测装置包括灰度处理单元、图像裁剪单元、背景滤除单元以及形态学膨胀单元以及缺陷识别单元；
灰度处理单元用于对检测图像进行处理，以获取单色的灰度检测图像；
图像裁剪单元用于对灰度检测图像进行处理，以获取目标检测图像；
背景滤除单元用于对目标检测图像进行处理，以获取去噪音检测图像；
形态学膨胀单元用于对去噪音检测图像进行处理，以获取膨胀检测图像；
缺陷识别单元用于对膨胀检测图像进行处理，并在膨胀检测图像中存在缺陷时获取缺陷的像素坐标(u，v)。
3.根据权利要求1所述的大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测系统，其特征在于：放置工位具有用于与待检测激光晶体的底面配合的待检测激光晶体放置面，待检测激光晶体放置面为水平面；待检测激光晶体放置面处设置第一基准点，第一基准点过世界坐标系的Z轴；图像采集装置的光轴过第一基准点，且与世界坐标系的Z轴重合。
4.根据权利要求3所述的大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测系统，其特征在于：放置工位位于第一基准点外侧处设置调节机构，调节机构用于实现待检测激光晶体在待检测激光晶体放置面处的水平位置调节。
5.大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测方法，其具有如下步骤：
S1、采用一激光发生装置产生作用于待检测激光晶体的片状激光，并使得片状激光透射入待检测激光晶体的作用面为水平面；
S2、采用一图像采集装置自待检测激光晶体的正上方采集待检测激光晶体的检测图像，并使得图像采集装置的光轴方向垂直于待检测激光晶体的作用面；
S3、控制待检测激光晶体的作用面沿图像采集装置的光轴方向产生位移，并在每次位移后均通过一缺陷检测装置对待检测激光晶体的检测图像进行处理，并并在检测图像中存在缺陷时获取缺陷的像素坐标(u，v)；
S4、通过一缺陷位置获取装置基于位移量s和缺陷的像素坐标(u，v)获取缺陷的在世界坐标系的空间坐标(x，y，z)。
6.根据权利要求5所述的大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测方法，其特征在于：步骤S3中，通过一载物平台实现对待检测激光晶体的承载，通过一升降装置实现载物平台与激光发生装置间的沿图像采集装置的光轴方向的相对位移。
7.根据权利要求6所述的大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测方法，其特征在于：步骤S3中，所述对待检测激光晶体的检测图像进行处理包括如下步骤，
S31、通过灰度处理单元对检测图像进行处理，以获取单色的灰度检测图像；
S32、通过图像裁剪单元对灰度检测图像进行处理，以获取目标检测图像；
S33、通过背景滤除单元对目标检测图像进行处理，以获取去噪音检测图像；
S34、通过形态学膨胀单元对去噪音检测图像进行处理，以获取膨胀检测图像；
S35、通过缺陷识别单元对膨胀检测图像进行处理，并在膨胀检测图像中存在缺陷时获取缺陷的像素坐标(u，v)。
8.根据权利要求7所述的大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测方法，其特征在于：步骤S4中，
在放置工位处设置用于与待检测激光晶体的底面配合的待检测激光晶体放置面，并设置待检测激光晶体放置面为水平面；
在待检测激光晶体放置面处设置第一基准点，第一基准点过世界坐标系的Z轴；
设置图像采集装置的光轴过第一基准点，且与世界坐标系的Z轴重合。
9.根据权利要求8所述的大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测方法，其特征在于：在放置工位位于第一基准点外侧处设置调节机构，通过调节机构对待检测激光晶体在待检测激光晶体放置面处的水平位置进行调节。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310706471.3A CN116735604A (zh) | 2023-06-13 | 2023-06-13 | 大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测系统及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310706471.3A CN116735604A (zh) | 2023-06-13 | 2023-06-13 | 大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测系统及方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116735604A true CN116735604A (zh) | 2023-09-12 |
Family
ID=87909245
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310706471.3A Pending CN116735604A (zh) | 2023-06-13 | 2023-06-13 | 大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测系统及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116735604A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117388906A (zh) * | 2023-10-12 | 2024-01-12 | 北京富通康影科技有限公司 | 基于弹针阵列的高像素密度辐射探测器晶体检测装置及平台 |
-
2023
- 2023-06-13 CN CN202310706471.3A patent/CN116735604A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117388906A (zh) * | 2023-10-12 | 2024-01-12 | 北京富通康影科技有限公司 | 基于弹针阵列的高像素密度辐射探测器晶体检测装置及平台 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11386542B2 (en) | Training data creation method and device, and defect inspection method and device | |
| US5777327A (en) | Pattern shape inspection apparatus for forming specimen image on display apparatus | |
| US8237119B2 (en) | Scanning type charged particle beam microscope and an image processing method using the same | |
| US9064304B2 (en) | Image quality assessment of microscopy images | |
| US20150356727A1 (en) | Defect inspection method and defect inspection device | |
| US20090046922A1 (en) | Surface Inspecting Apparatus | |
| JP5164598B2 (ja) | レビュー方法、およびレビュー装置 | |
| JP2002328015A (ja) | 半導体検査システム | |
| CN116735604A (zh) | 大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测系统及方法 | |
| KR20180081820A (ko) | 다이 내부 검사에 있어서의 등록 및 설계 주변부에서 야기된 노이즈의 저감 | |
| CN114113114A (zh) | 一种大口径元件表面微缺陷检测与修复的自动化工艺方法 | |
| CN111474179A (zh) | 镜片表面清洁度检测装置及方法 | |
| JP2011163852A (ja) | 外観検査装置 | |
| CN104992446A (zh) | 非线性光照自适应的图像拼接方法及其实现系统 | |
| US9972079B2 (en) | Wafer appearance inspection apparatus | |
| JP2000200813A (ja) | 画像自動収集装置およびその方法 | |
| US20070053583A1 (en) | Image correcting apparatus, pattern inspection apparatus, and image correcting method, and reticle | |
| KR101068356B1 (ko) | 화상처리를 이용한 디스플레이 패널의 픽셀 불량 검사 방법 | |
| CN106773158A (zh) | 一种移动式自寻位液晶屏像素质量分析装置和方法 | |
| JP2001209798A (ja) | 外観検査方法及び検査装置 | |
| CN220542753U (zh) | 大尺寸激光晶体内在缺陷无损检测平台 | |
| KR100926019B1 (ko) | 결함 입자 측정 장치 및 결함 입자 측정 방법 | |
| JP6049052B2 (ja) | ウエハ外観検査装置及びウエハ外観検査装置における感度しきい値設定方法 | |
| JP4243268B2 (ja) | パターン検査装置、及びパターン検査方法 | |
| US20220281029A1 (en) | Laser repair method and laser repair device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |