CN117686522A - 透明材料的光学相干层析扫描检测系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种透明材料的光学相干层析扫描检测系统及其方法。透明材料的光学相干层析扫描检测方法包括：S1，将被测样品放置在承载机构的承载平台上；S2，采用透明材料的光学相干层析扫描检测系统对被测样品进行断层扫描，获取被测样品的3D原始层析信号，其中，3D原始层析信号包括被测样品的深度信号；S3，中央处理模块处理3D原始层析信号得到3D解析图像，根据3D解析图像进行缺陷的识别及分类，输出检测结果。本发明透明材料的光学相干层析扫描检测系统及其方法，提高了分辨率和探测深度，检测速度快，能满足工业检测需求。

Description

透明材料的光学相干层析扫描检测系统及其方法

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种透明材料的光学相干层析扫描检测系统及其方法。

背景技术

透明的光学元件是光学系统中非常重要的元件。透明的光学元件表面及内部缺陷(如裂纹、划痕等)严重影响了光学元件的光学性能，在光学系统的使用中，对测量结果带来很大的影响，而且，一些光学元件还会作为基底用于表面镀膜，这就对光学元件的质量提出了很高的要求，如表面平整度，表面及亚表面没有超标的缺陷等等。然而元件在生产加工中难免会产生缺陷，这些缺陷一般都是微米级甚至更小，无法通过肉眼直接识别，如何快速、无损、准确的对透明光学元件表面及内部缺陷进行定性定量地测量，是提高透明光学元件质量的前提条件。

透明材料(包括透明光学元件但不限于光学元件)内部缺陷的检测方法主要分为有损检测和无损检测。有损检测技术在检测过程中易产生新的损伤，因此无损检测技术得到了广泛的应用，无损检测主要是借助光学、声学、电磁学的手段来对样品的内部缺陷进行探测，主要有激光扫描共聚焦显微镜成像检测技术、超声检测技术、光学相干层析技术、X-Ray检测技术。对于显微成像和共聚焦成像技术，虽然其对应的分辨率较高，但成像速度非常有限，需对被测样品进行三位逐点扫描；对于超声检测和X-Ray检测，二者虽均可获得被测样品的内部结构信息，但空间分辨率不足，且后者结构庞大、复杂，检测时间长，速度慢，维护成本较高，长期使用可能会对操作者带来一定的安全隐患；对于光学相干层析技术在保证成像灵敏度的同时可以实现很高的空间成像分辨率，但是深度检测范围有限，需对透明材料进行翻转，才能完成检测，步骤繁琐，检测速度慢。这些检测方法对被测样品没有损伤，但是往往存在或分辨率低、或检测速度慢、或探测深度有限等缺点，无法满足工业检测需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中透明材料内部缺陷的检测方法无法满足工业检测需求的技术问题，本发明提供一种透明材料的光学相干层析扫描检测系统，提高了分辨率和探测深度，检测速度快，能满足工业检测需求。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种透明材料的光学相干层析扫描检测系统，包括：光谱宽带光源、光纤耦合器、样品臂、参考臂、光谱仪以及中央处理模块；

所述光谱宽带光源用于发出低相干光，所述光纤耦合器包括输入端、第一输出端、第二输出端以及第三输出端，所述光谱宽带光源与所述光纤耦合器的输入端相连；

所述样品臂包括依次设置的第一偏振控制器、第一光纤准直器、二维扫描振镜和扫描透镜；所述光纤耦合器的第一输出端经过所述第一偏振控制器与所述第一光纤准直器相连，所述第一光纤准直器的光轴和所述二维扫描振镜的光轴重合，所述扫描透镜的光轴垂直于所述二维扫描振镜的光轴，被测样品置于所述扫描透镜的焦平面处；

所述参考臂包括依次设置的第二偏振控制器、第二光纤准直器、聚焦模组和反射器；所述光纤耦合器的第二输出端经过第二偏振控制器与所述第二光纤准直器相连，所述第二光纤准直器的光轴和所述聚焦模组的光轴重合，所述反射器置于所述聚焦模组的焦平面处；

所述光谱仪包括依次设置的第三偏振控制器、准直模组、透射式衍射光栅、聚焦光学模组和线扫相机；所述光纤耦合器的第三输出端经过所述第三偏振控制器与所述准直模组相连，所述透射式衍射光栅基于衍射原理置于所述准直模组的出射光路上，所述聚焦光学模组置于所述透射式衍射光栅的出射光路上，所述线扫相机的感光面与所述聚焦光学模组的后焦平面重合，所述线扫相机与所述中央处理模块连接。

进一步，具体地，所述准直模组为双胶合透镜，所述双胶合透镜的表面镀有具有所述宽带光源波段的增透膜。

进一步，具体地，所述聚焦光学模组包括依次设置的第二平面反射镜、第一聚焦透镜、第二聚焦透镜和发散透镜；

所述第二平面反射镜的光轴垂直所述透射式衍射光栅的光轴；

所述第二平面反射镜的光轴、所述第一聚焦透镜的光轴、所述第二聚焦透镜的光轴和所述发散透镜的光轴重合。

进一步，具体地，所述中央处理模块包括：采集控制单元、处理单元以及显示单元；

所述线扫相机、所述二维扫描振镜和所述处理单元均与所述采集控制单元连接，所述处理单元与所述显示单元连接。

进一步，具体地，所述反射器为第一平面反射镜或镜面回射器；

进一步，具体地，所述被测样品为透明样品或半透明样品或高散射样品。

一种透明材料的光学相干层析扫描检测方法，所述方法包括：

S1，将被测样品放置在承载机构的承载平台上；

S2，采用如上所述的透明材料的光学相干层析扫描检测系统对所述被测样品进行断层扫描，获取所述被测样品的3D原始层析信号，其中，所述3D原始层析信号包括所述被测样品的深度信号；

S3，中央处理模块处理所述3D原始层析信号得到所述3D解析图像，根据所述3D解析图像进行缺陷的识别及分类，输出检测结果；

所述步骤S2具体包括以下步骤；

S21，光谱宽带光源经过光纤耦合器得到的光源分为两路光源，分别为第一路光源和第二路光源，所述第一路光源通过所述光纤耦合器的第一输出端进入样品臂，所述第二路光源通过所述光纤耦合器的第二输出端进入参考臂，将经过所述样品臂产生的反射光和所述参考臂反射的延迟光经过所述光纤耦合器耦合，得到干涉光；

S22，所述干涉光经过所述光纤耦合器的第三输出端进入光谱仪，经所述光谱仪内的线扫相机采集得到所述3D原始层析信号。

进一步，具体地，所述步骤S21具体包括以下步骤：

S211，第一光纤准直器将所述第一路光源准直为平行光，并通过二维扫描振镜和扫描透镜聚焦到所述被测样品之上，所述被测样品各感兴趣层产生的反射光，并按原光路返回至光纤耦合器；

S212，第二光纤准直器将所述第二路光源准直为平行光，并通过聚焦模组聚焦到反射器上，所述反射器反射的延迟光按原光路返回至光纤耦合器；

S213，将从所述被测样品各感兴趣层产生的反射光与所述反射器反射回来的延迟光传输至所述光纤耦合器耦合干涉，得到所述干涉光；

其中，在耦合过程中，通过第一偏振控制器调节被测样品各感兴趣层产生的反射光的偏振态，通过第二偏振控制器调节反射器反射的延迟光的偏振态。

进一步，具体地，所述步骤S22具体包括以下步骤：

S221，装配有第三偏振控制器用以调节所述干涉光的偏振态，准直模组将所述干涉光准直为平行光入射到透射式衍射光栅；

S222，所述透射式衍射光栅对准直的干涉光进行衍射实现分光，不同的波长对应于不同的衍射角度；

S223，分光后的干涉光经由所述聚焦光学模组改变光路方向，并对光束进行聚焦，最终所述不同波长的光束聚焦在所述线扫相机感光面551上的不同位置处，由所述线扫相机采集得到所述3D原始层析信号。

进一步，具体地，所述中央处理模块用于控制所述二维扫描振镜的同时，还控制所述承载平台使得所述被测样品发生位移。

本发明的有益效果是：

(1)本发明一种透明材料的光学相干层析扫描检测系统，通过设置的扫描透镜能够校正从被测样品各感兴趣层产生的反射光的畸变以及场曲，提高了对被测样品的检测精度；

(2)相对现有技术中需对被测样品进行翻转，以此来对其上下表面分别检测，本发明通过对光谱仪改进，在保证系统分辨率的同时，提高了成像检测深度，操作步骤简单，提高了检测时间和检测效率；

(3)本发明使得最大成像深度达到10mm量级，适用性高，能够满足更多应用场景的检测需求。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明实施例一的系统结构示意图。

图2是本发明实施例一的光谱仪的结构示意图。

图3是本发明实施例二的方法流程示意图。

图中1、光谱宽带光源；2、光纤耦合器；3、样品臂；4、参考臂；5、光谱仪；6、中央处理模块；7、被测样品；8、承载平台；31、第一偏振控制器；32、第一光纤准直器；33、二维扫描振镜；34、扫描透镜；41、第二偏振控制器；42、第二光纤准直器；43、聚焦模组；44、反射器；51、第三偏振控制器；52、准直模组；53、透射式衍射光栅；54、聚焦光学模组；55、线扫相机；541、平面反射镜；542、第一聚焦透镜；543、第二聚焦透镜；544、发散透镜；551、感光面；61、采集控制单元；62、处理单元；63、显示单元。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：本申请实施例提供了一种透明材料的光学相干层析扫描检测系统，如图1所示，包括：光谱宽带光源1、光纤耦合器2、样品臂3、参考臂4、光谱仪5以及中央处理模块6。

光谱宽带光源1用于发出低相干光，光纤耦合器2包括输入端、第一输出端、第二输出端以及第三输出端，光谱宽带光源1与光纤耦合器2的输入端相连。进一步的，光纤耦合器2的分光比为50：50，用以将经输入端传输的光谱宽带光源1分为两路光源，分别为第一路光源和第二路光源。

样品臂3包括依次设置的第一偏振控制器31、第一光纤准直器32、二维扫描振镜33和扫描透镜34；光纤耦合器2的第一输出端经过第一偏振控制器31与第一光纤准直器32相连，第一光纤准直器32的光轴和二维扫描振镜33的光轴重合，扫描透镜34的光轴垂直于二维扫描振镜33的光轴，被测样品7置于扫描透镜34的焦平面处。第一光纤准直器32将第一路光源准直为平行光，并通过二维扫描振镜33和扫描透镜34聚焦到被测样品7之上，从被测样品7各感兴趣层产生的反射光按原光路返回至光纤耦合器2。进一步的，通过第一光纤准直器32准直的平行光经过二维扫描振镜33对光束进行偏转，利用电压驱动控制二维扫描振镜33的偏转角度，偏转后的准直光束经过一固定焦距，固定数值孔径的扫描透镜34对准直光进行聚焦，扫描透镜34产生的平坦的像平面可以保证被测样品7的表面与透镜的焦平面重合，耦合了样品深度信息的后向散射光按原光路返回至光纤耦合器2。设置的扫描透镜34能够校正从被测样品7各感兴趣层产生的反射光的畸变以及场曲，提高了对被测样品7的检测精度。

参考臂4包括依次设置的第二偏振控制器41、第二光纤准直器42、聚焦模组43和反射器44；光纤耦合器2的第二输出端经过第二偏振控制器41与第二光纤准直器42相连，第二光纤准直器42的光轴和聚焦模组43的光轴重合，反射器44置于聚焦模组43的焦平面处。第二光纤准直器42将第二路光源准直为平行光，并通过聚焦模组43聚焦到反射器44上，反射器44反射的延迟光按原光路返回至光纤耦合器2，与从被测样品7各感兴趣层产生的反射光耦合，得到干涉光。

光谱仪5包括依次设置的第三偏振控制器51、准直模组52、透射式衍射光栅53、聚焦光学模组54和线扫相机55；光纤耦合器2的第三输出端经过第三偏振控制器51与准直模组52相连，透射式衍射光栅53基于衍射原理置于准直模组52的出射光路上，聚焦光学模组54置于透射式衍射光栅53的出射光路上，线扫相机55的感光面551与聚焦光学模组54的后焦平面重合，线扫相机55与中央处理模块6连接。准直模组52将干涉光准直为平行光入射到透射式衍射光栅53；透射式衍射光栅53对准直的干涉光进行衍射实现分光，不同的波长对应于不同的衍射角度；分光后的干涉光经由聚焦光学模组54改变光路方向，并对光束进行聚焦，最终不同波长的光束聚焦在线扫相机55的感光面551上的不同位置处，由线扫相机55采集得到3D原始层析信号。

进一步的，光谱宽带光源1的光谱带宽、中心波长和输出光功率在很大程度上决定了光学相干层析扫描检测系统的纵向分辨率和探测深度，在本实施例中，采用近红外波段的低相干宽带超辐射发光二极管SLD作为光谱宽带光源1，工作时保证了样品臂3和参考臂4反射的光能在微米级别的光源相干长度内实现干涉，光谱宽带光源1的低相干宽带既可在有限降低系统纵向分辨率的前提下，还能保证系统边缘波长在感光面551上的间距不变，改善光谱仪5的分辨率，从而增加系统的探测深度。

在本实施例中，反射器44为第一平面反射镜用来将准直的第二路光源被聚焦模组43聚焦后，能够产生反射的延迟光沿原路返回。第一平面反射镜的反射面镀有高反膜，用以增加介质间界面反射、减少损耗。由于被测样品7各感兴趣层产生的反射光和反射器44反射的延迟光的光程距离越接近，得到的干涉光精度越高，因此，反射器44还可以采用镜面回射器，能过校准反射的延迟光的光程差，使得被测样品7各感兴趣层产生的反射光和反射器44反射的延迟光能够发生更好的干涉，进一步提高了对被测样品7的检测精度。

在本实施例中，第一偏振控制器31、第二偏振控制器41和第三偏振控制器51与光纤耦合器2的输出端一一对应，且与对应的输出端连接。第一偏振控制器31、第二偏振控制器41用以调节被测样品7各感兴趣层产生的反射光和反射器44反射的延迟光的偏振态，使得两者达到最佳匹配状态，从而使干涉条纹的对比度最大；第三偏振控制器51用以进一步调节干涉光的偏振态，以确保干涉条纹的对比度。

在本实施例中，准直模组52为双胶合透镜，增加了进入光谱仪5内的光束直径，以减小系统的艾里斑，进一步提高检测精度。双胶合透镜的表面镀有具有宽带光源波段的增透膜，设置的增透膜通过增加透射、增强对比度及消除鬼影，从而大幅改善光学效率，且能够减小系统的插入损耗，增强线扫相机55接收光强度。光谱宽带光源1与双胶合透镜的前表面之间的距离为85-100mm。需要说明的是，准直光束的直径直接影响光谱仪模块中聚焦光束的艾里斑大小，双胶合透镜的焦距为100，使得设计的艾里斑大小与所选线扫相机55的像元尺寸相匹配。

在本实施例中，选择高线对数的透射式衍射光栅53作为光谱仪5核心分光元件，透射式衍射光栅53对准直的干涉光按照波长进行衍射分光，不同的波长对应于不同的衍射角度。

在本实施例中，聚焦光学模组54包括依次设置的第二平面反射镜541、第一聚焦透镜542、第二聚焦透镜543和发散透镜544；第二平面反射镜541的光轴垂直透射式衍射光栅53的光轴；第二平面反射镜541的光轴、第一聚焦透镜542的光轴、第二聚焦透镜543的光轴和发散透镜544的光轴重合。透射式衍射光栅53出射分光后的光经第二平面反射镜541反射改变光路方向；反射后的干涉光经由第一聚焦透镜542、第二聚焦透镜543和发散透镜544聚焦发散得到不同波长的光束。

进一步的，第二平面反射镜541安装在光学调整架上，通过调节光学调整架改变夹角α的大小，避免整个光谱仪5模块过长带来的装配问题，又可通过微调第二平面反射镜541的夹角α来调节最终聚焦到线扫相机55的感光面551上的光斑位置。第二平面反射镜541的反射面上镀有具有宽带光源波段的高反膜，用以增加介质间界面反射、减少损耗。

更进一步的，经第二平面反射镜541反射后的干涉光经由第一聚焦透镜542和第二聚焦透镜543聚焦，再经发散透镜544在竖直方向进行发散，最终不同波长的光束聚焦在线扫相机55的感光面551上的不同位置处。

第一聚焦透镜542、第二聚焦透镜543以及发散透镜544的透镜表面均镀有对应宽带光源波段的增透膜，用来增加光束透过，减少反射及透镜表面对光的吸收，从而减小系统的损耗。第一聚焦透镜542和第二聚焦透镜543均为平凸透镜，用以分散光焦度，减小系统成像像差，发散透镜544为平凹透镜，在改变不同波长的聚焦光束在感光面551上的间距的同时矫正系统成像的场曲，在不考虑垂轴色差的前提下使得不同波长的光线聚焦到感光面551的不同位置。第一聚焦透镜542、第二聚焦透镜543以及发散透镜544在检测时共同作用，既可保证所有光束最终聚焦到线扫相机55的感光面551处，又可使不同波长对应的聚焦光斑在平行于感光面551的水平方向上尽量分开，进而增大边缘波长聚焦光斑在感光面551上的间距，使得聚焦到感光面551处的RMS光斑达到系统的衍射极限，改善系统的衍射能量分布，提高系统的灵敏度。

第二平面反射镜541与第一聚焦透镜542之间的距离为35mm-50mm，第一聚焦透镜542和第二聚焦透镜543之间的距离为130-155mm，第二聚焦透镜543以及发散透镜544之间的距离为110-130mm，发散透镜544与线扫相机55的感光面551之间的距离为10-15mm，使得不同波长的光束在到达感光面551处的RMS值最小.

在本实施例中，线扫相机55经由加工件固定在定制的光谱仪5底板上，且加工件可绕X轴垂直纸面方向旋转一定的倾角，在系统装配调试时，通过微调加工件倾角的大小，可进一步优化不同波长的光束在达到感光面551时的聚焦效果。线扫相机55优选高速线扫相机55，其对应的最大线扫速度大于200KHz，高速的线扫速度保证了系统的成像速率，相对较大的像素尺寸，保证了聚焦光斑的RMS可以小于相机的像元大小，使得系统可以获得最大的衍射圈入能量分布。

在本实施例中，中央处理模块6包括：采集控制单元61、处理单元62以及显示单元63；线扫相机55、二维扫描振镜33、承载平台8和处理单元62均与采集控制单元61连接，处理单元62与显示单元63连接。采集控制单元61用于控制二维扫描振镜33的同时，还控制承载平台8使得被测样品7发生位移，采集控制单元61还用于采集3D原始层析信号，并将采集的3D原始层析信号传输至处理单元62，处理单元62对3D原始层析信号进行波束线性插值、色散补偿和快速傅里叶逆变换等算法处理，即可获得被测样品7的3D解析图像，处理单元62对3D解析图像进行光滑滤波去噪，增加缺陷与背景的对比度，再进一步进行形态特征提取，获得缺陷类型及空间三维位置，所述显示单元63用以显示缺陷类型及空间三维位置。

在本实施例中，被测样品7为透明样品或半透明样品或高散射样品，包括但不限于透明的玻璃、各类镜片、手机背板、表盖、云母片以及各类膜层结构。

实施例2：本申请实施例提供了一种透明材料的光学相干层析扫描检测方法，方法包括：

S1，将被测样品7放置在承载机构的承载平台8上；

S2，采用如上的透明材料的光学相干层析扫描检测系统对被测样品7进行断层扫描，获取被测样品7的3D原始层析信号，其中，3D原始层析信号包括被测样品7的深度信号；

S3，中央处理模块6处理3D原始层析信号得到3D解析图像，根据3D解析图像进行缺陷的识别及分类，输出检测结果；

步骤S2具体包括以下步骤；

S21，光谱宽带光源1经过光纤耦合器2得到的光源分为两路光源，分别为第一路光源和第二路光源，第一路光源通过光纤耦合器2的第一输出端进入样品臂3，第二路光源通过光纤耦合器2的第二输出端进入参考臂4，将经过样品臂3产生的反射光和参考臂4反射的延迟光经过光纤耦合器2耦合，得到干涉光；

S22，干涉光经过光纤耦合器2的第三输出端进入光谱仪5，经光谱仪5内的线扫相机55采集得到3D原始层析信号。

在本实施例中，步骤S21具体包括以下步骤：

S211，第一光纤准直器32将第一路光源准直为平行光，并通过二维扫描振镜33和扫描透镜34聚焦到被测样品7之上，被测样品7各感兴趣层产生的反射光，并按原光路返回至光纤耦合器2；

S212，第二光纤准直器42将第二路光源准直为平行光，并通过聚焦模组43聚焦到反射器44上，反射器44反射的延迟光按原光路返回至光纤耦合器2；

S213，将从被测样品7各感兴趣层产生的反射光与反射器44反射回来的延迟光传输至光纤耦合器2耦合干涉，得到干涉光；其中，在耦合过程中，通过第一偏振控制器31调节被测样品7各感兴趣层产生的反射光的偏振态，通过第二偏振控制器41调节反射器44反射的延迟光的偏振态。

在本实施例中，步骤S22具体包括以下步骤：

S221，装配有第三偏振控制器51用以调节干涉光的偏振态，准直模组52将干涉光准直为平行光入射到透射式衍射光栅53；

S222，透射式衍射光栅53对准直的干涉光进行衍射实现分光，不同的波长对应于不同的衍射角度；

S223，分光后的干涉光经由聚焦光学模组54改变光路方向，并对光束进行聚焦，最终不同波长的光束聚焦在线扫相机55的感光面551上的不同位置处，由线扫相机55采集得到3D原始层析信号。

在本实施例中，中央处理模块6用于控制二维扫描振镜33的同时，还控制承载平台8使得被测样品7发生位移。中央处理模块6的结构已在实施例一中说明，此处为了说明书简洁，不在赘述。

综上所述，本发明一种透明材料的光学相干层析扫描检测系统及其方法，通过设置的扫描透镜34能够校正从被测样品7各感兴趣层产生的反射光的畸变以及场曲，提高了对被测样品7的检测精度；相对现有技术中需对被测样品7进行翻转，以此来对其上下表面分别检测，本发明通过对光谱仪5改进，在保证系统纵向分辨率的同时，提高了成像检测深度，操作步骤简单，提高了检测时间和检测效率；本发明使得最大成像深度达到10mm量级，适用性高，能够满足更多应用场景的检测需求。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种透明材料的光学相干层析扫描检测系统，其特征在于，包括：光谱宽带光源(1)、光纤耦合器(2)、样品臂(3)、参考臂(4)、光谱仪(5)以及中央处理模块(6)；

所述光谱宽带光源(1)用于发出低相干光，所述光纤耦合器(2)包括输入端、第一输出端、第二输出端以及第三输出端，所述光谱宽带光源(1)与所述光纤耦合器(2)的输入端相连；

所述样品臂(3)包括依次设置的第一偏振控制器(31)、第一光纤准直器(32)、二维扫描振镜(33)和扫描透镜(34)；所述光纤耦合器(2)的第一输出端经过所述第一偏振控制器(31)与所述第一光纤准直器(32)相连，所述第一光纤准直器(32)的光轴和所述二维扫描振镜(33)的光轴重合，所述扫描透镜(34)的光轴垂直于所述二维扫描振镜(33)的光轴，被测样品(7)置于所述扫描透镜(34)的焦平面处；

所述参考臂(4)包括依次设置的第二偏振控制器(41)、第二光纤准直器(42)、聚焦模组(43)和反射器(44)；所述光纤耦合器(2)的第二输出端经过第二偏振控制器(41)与所述第二光纤准直器(42)相连，所述第二光纤准直器(42)的光轴和所述聚焦模组(43)的光轴重合，所述反射器(44)置于所述聚焦模组(43)的焦平面处；

所述光谱仪(5)包括依次设置的第三偏振控制器(51)、准直模组(52)、透射式衍射光栅(53)、聚焦光学模组(54)和线扫相机(55)；所述光纤耦合器(2)的第三输出端经过所述第三偏振控制器(51)与所述准直模组(52)相连，所述透射式衍射光栅(53)基于衍射原理置于所述准直模组(52)的出射光路上，所述聚焦光学模组(54)置于所述透射式衍射光栅(53)的出射光路上，所述线扫相机(55)的感光面(551)与所述聚焦光学模组(54)的后焦平面重合，所述线扫相机(55)与所述中央处理模块(6)连接。

2.如权利要求1所述的透明材料的光学相干层析扫描检测系统，其特征在于，所述准直模组(52)为双胶合透镜，所述双胶合透镜的表面镀有具有所述宽带光源波段的增透膜。

3.如权利要求1所述的透明材料的光学相干层析扫描检测系统，其特征在于，所述聚焦光学模组(54)包括依次设置的第二平面反射镜(541)、第一聚焦透镜(542)、第二聚焦透镜(543)和发散透镜(544)；

所述第二平面反射镜(541)的光轴垂直所述透射式衍射光栅(53)的光轴；

所述第二平面反射镜(541)的光轴、所述第一聚焦透镜(542)的光轴、所述第二聚焦透镜(543)的光轴和所述发散透镜(544)的光轴重合。

4.如权利要求1所述的透明材料的光学相干层析扫描检测系统，其特征在于，所述中央处理模块(6)包括：采集控制单元(61)、处理单元(62)以及显示单元(63)；

所述线扫相机(55)、所述二维扫描振镜(33)和所述处理单元(62)均与所述采集控制单元(61)连接，所述处理单元(62)与所述显示单元(63)连接。

5.如权利要求1所述的透明材料的光学相干层析扫描检测系统，其特征在于，所述反射器(44)为第一平面反射镜或镜面回射器。

6.如权利要求1所述的透明材料的光学相干层析扫描检测系统，其特征在于，所述被测样品(7)为透明样品或半透明样品或高散射样品。

7.一种透明材料的光学相干层析扫描检测方法，其特征在于，所述方法包括：

S1，将被测样品(7)放置在承载机构的承载平台(8)上；

S2，采用如权利要求1至6中任一项所述的透明材料的光学相干层析扫描检测系统对所述被测样品(7)进行断层扫描，获取所述被测样品(7)的3D原始层析信号，其中，所述3D原始层析信号包括所述被测样品(7)的深度信号；

S3，中央处理模块(6)处理所述3D原始层析信号得到所述3D解析图像，根据所述3D解析图像进行缺陷的识别及分类，输出检测结果；

所述步骤S2具体包括以下步骤；

S21，光谱宽带光源(1)经过光纤耦合器(2)得到的光源分为两路光源，分别为第一路光源和第二路光源，所述第一路光源通过所述光纤耦合器(2)的第一输出端进入样品臂(3)，所述第二路光源通过所述光纤耦合器(2)的第二输出端进入参考臂(4)，将经过所述样品臂(3)产生的反射光和所述参考臂(4)反射的延迟光经过所述光纤耦合器(2)耦合，得到干涉光；

S22，所述干涉光经过所述光纤耦合器(2)的第三输出端进入光谱仪(5)，经所述光谱仪(5)内的线扫相机(55)采集得到所述3D原始层析信号。

8.如权利要求7所述的透明材料的光学相干层析扫描检测方法，其特征在于，所述步骤S21具体包括以下步骤：

S211，第一光纤准直器(32)将所述第一路光源准直为平行光，并通过二维扫描振镜(33)和扫描透镜(34)聚焦到所述被测样品(7)之上，所述被测样品(7)各感兴趣层产生的反射光，并按原光路返回至光纤耦合器(2)；

S212，第二光纤准直器(42)将所述第二路光源准直为平行光，并通过聚焦模组(43)聚焦到反射器(44)上，所述反射器(44)反射的延迟光按原光路返回至光纤耦合器(2)；

S213，将从所述被测样品(7)各感兴趣层产生的反射光与所述反射器(44)反射回来的延迟光传输至所述光纤耦合器(2)耦合干涉，得到所述干涉光；

其中，在耦合过程中，通过第一偏振控制器(31)调节被测样品(7)各感兴趣层产生的反射光的偏振态，通过第二偏振控制器(41)调节反射器(44)反射的延迟光的偏振态。

9.如权利要求7所述的透明材料的光学相干层析扫描检测方法，其特征在于，所述步骤S22具体包括以下步骤：

S221，装配有第三偏振控制器(51)用以调节所述干涉光的偏振态，准直模组(52)将所述干涉光准直为平行光入射到透射式衍射光栅(53)；

S222，所述透射式衍射光栅(53)对准直的干涉光进行衍射实现分光，不同的波长对应于不同的衍射角度；

S223，分光后的干涉光经由聚焦光学模组(54)改变光路方向，并对光束进行聚焦，最终所述不同波长的光束聚焦在所述线扫相机(55)感光面(551)上的不同位置处，由所述线扫相机(55)采集得到所述3D原始层析信号。

10.如权利要求7所述的透明材料的光学相干层析扫描检测方法，其特征在于，所述中央处理模块(6)用于控制所述二维扫描振镜(33)的同时，还控制所述承载平台(8)使得所述被测样品(7)发生位移。