本發(fā)明涉及精密儀器檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種光柵表面缺陷定性和定量檢測裝置及方法。

背景技術(shù)：

1、光柵作為現(xiàn)代光學(xué)中一個(gè)重要的器件，主要被廣泛的應(yīng)用于光譜分析、光學(xué)傳感等眾多領(lǐng)域，并且對(duì)于光柵品質(zhì)的要求也越來越高，但是由于生產(chǎn)加工過程中的不完美，光柵表面會(huì)產(chǎn)生缺陷，影響到以光柵作為核心元件的光學(xué)儀器的性能，甚至影響到儀器的正常工作，因此，對(duì)于光柵表面缺陷的檢測得到了越來越多的重視。

2、目前市場上的光柵表面缺陷檢測裝置大多是利用光學(xué)顯微鏡直接進(jìn)行成像，然后通過人工進(jìn)行判斷；或者是利用光柵的衍射效應(yīng)成像，然后再將衍射圖案進(jìn)行分析來識(shí)別缺陷。這些不僅檢測效率低，容易受到人工誤判因素的影響，并且由于光柵表面存在反射現(xiàn)象，會(huì)影響到圖像檢測設(shè)備的成像質(zhì)量，進(jìn)而影響到缺陷的檢測精度，同時(shí)這些方法難以對(duì)光柵的缺陷進(jìn)行準(zhǔn)確的定性和定量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種光柵表面缺陷定性和定量檢測裝置及方法，可實(shí)現(xiàn)光柵表面缺陷的定性和定量的檢測，并提高檢測精度。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、一種光柵表面缺陷定性和定量檢測裝置，所述檢測裝置包括：激光器、傳輸分光組件、第一光接收器、第二光接收器和分析儀；所述第一光接收器和所述第二光接收器均與所述分析儀連接；

4、所述激光器用于向光柵發(fā)射至少兩束相互干涉的衍射光；

5、所述傳輸分光組件用于接收光柵反射的兩束衍射光，并將兩束衍射光合束之后再分光，得到偏振方向相同且相位不同的分束光；

6、所述第一光接收器和所述第二光接收器分別用于接收兩束偏振方向相同且相位不同的分束光，并發(fā)送給所述分析儀；

7、所述分析儀用于對(duì)兩束偏振方向相同且相位不同的分束光進(jìn)行相位解算，獲得相位解算結(jié)果；所述相位解算結(jié)果用于表征光柵表面缺陷的程度。

8、可選的，所述檢測裝置還包括：光柵圖像檢測組件，所述光柵圖像檢測組件與所述分析儀連接；

9、所述激光器還用于向光柵發(fā)射0級(jí)衍射光；

10、所述光柵圖像檢測組件用于檢測光柵反射的0級(jí)衍射光，獲得光柵圖像；

11、所述分析儀還用于對(duì)所述光柵圖像進(jìn)行分析，確定光柵表面的一級(jí)缺陷。

12、可選的，所述光柵圖像檢測組件包括第一偏振分光棱鏡、平凹透鏡和第一圖像采集裝置；

13、所述第一偏振分光棱鏡配置在所述激光器的直射光路上，所述第一偏振分光棱鏡位于光柵的正上方，所述平凹透鏡設(shè)置在所述第一偏振分光棱鏡的正上方，所述第一圖像采集裝置設(shè)置在所述第一偏振分光棱鏡的正上方；

14、所述第一圖像采集裝置與所述分析儀連接。

15、可選的，所述傳輸分光組件包括：第一反射鏡、第二反射鏡、第二偏振分光棱鏡、1/4玻片和第三偏振分光棱鏡；

16、所述第一反射鏡和所述第二反射鏡對(duì)稱配置在所述第一偏振分光棱鏡的兩側(cè)；

17、所述第二偏振分光棱鏡位于所述第一圖像采集裝置的正上方，且相互垂直的兩個(gè)入射面分別與第一反射鏡和第二反射鏡的反射光路垂直；

18、所述1/4玻片配置在所述第二偏振分光棱鏡的一出射光路上，且與所述第二偏振分光棱鏡的出射面平行；

19、所述第三偏振分光棱鏡設(shè)置在所述1/4玻片的出射光路上，且所述第三偏振分光棱鏡的入射面與所述1/4玻片平行；

20、所述第一光接收器和所述第二光接收器分別設(shè)置在第三偏振分光棱鏡的兩個(gè)相互垂直的出射面；且所述第一光接收器的光敏面和所述第二光接收器的光敏面分別與第三偏振分光棱鏡的兩個(gè)相互垂直的出射面平行。

21、可選的，所述檢測裝置還包括：第二圖像采集裝置，所述第二圖像采集裝置與所述分析儀連接；

22、第二圖像采集裝置配置在所述第二偏振分光棱鏡的另一出射光路上；

23、所述第二圖像采集裝置用于檢測光柵反射的兩束衍射光合束后的干涉光，得到干涉條紋圖像；

24、所述分析儀還用于對(duì)所述干涉條紋圖像進(jìn)行分析，確定光柵表面的二級(jí)缺陷；所述二級(jí)缺陷的尺寸小于所述一級(jí)缺陷的尺寸。

25、可選的，所述檢測裝置還包括xy二維位移平臺(tái)；

26、光柵設(shè)置在所述xy二維位移平臺(tái)上。

27、可選的，在兩束偏振方向相同且相位不同的分束光進(jìn)行相位解算，獲得相位解算結(jié)果的方面，所述分析儀具體用于：

28、對(duì)兩束偏振方向相同且相位不同的分束光進(jìn)行相位解算，獲得兩束偏振方向相同且相位不同的分束光的相位差；

29、計(jì)算所述相位差與目標(biāo)相位差的差值的絕對(duì)值作為所述相位解算結(jié)果；所述目標(biāo)相位差通過對(duì)沒有缺陷的光柵進(jìn)行檢測及相位解算的方式獲得。

30、一種光柵表面缺陷定性和定量檢測方法，所述檢測方法應(yīng)用上述的檢測裝置，所述檢測方法包括如下步驟：

31、向光柵發(fā)射兩束相互干涉的衍射光；

32、接收光柵反射的兩束相互干涉的衍射光，并將兩束衍射光合束之后再分光，得到偏振方向相同且相位不同的分束光；

33、對(duì)兩束偏振方向相同且相位不同的分束光進(jìn)行相位解算，獲得相位解算結(jié)果；所述相位解算結(jié)果用于表征光柵表面缺陷的程度。

34、可選的，所述檢測方法還包括如下步驟：

35、檢測光柵反射的0級(jí)衍射光，獲得光柵圖像；

36、對(duì)所述光柵圖像進(jìn)行分析，確定光柵表面的一級(jí)缺陷。

37、可選的，所述檢測方法還包括如下步驟：

38、檢測光柵反射的兩束衍射光合束后的干涉光，得到干涉條紋圖像；

39、對(duì)所述干涉條紋圖像進(jìn)行分析，確定光柵表面的二級(jí)缺陷；所述二級(jí)缺陷的尺寸小于所述一級(jí)缺陷的尺寸。

40、根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：

41、本發(fā)明實(shí)施例提供一種光柵表面缺陷定性和定量檢測裝置及裝置，所述檢測裝置包括：激光器、傳輸分光組件、第一光接收器、第二光接收器和分析儀；所述第一光接收器和所述第二光接收器均與所述分析儀連接。本發(fā)明實(shí)施例利用對(duì)光柵反射的相互干涉的衍射光進(jìn)行合束，得到干涉光，然后對(duì)干涉光進(jìn)行分束，得到偏振方向相同且相位不同的分束光，通過對(duì)偏振方向相同且相位不同的分束光進(jìn)行相位解算的方式實(shí)現(xiàn)光柵表面缺陷的定性和定量的檢測，并且本發(fā)明實(shí)施例對(duì)干涉光進(jìn)行測量，克服了由于光柵表面對(duì)環(huán)境光反射造成的圖像檢測精度低的缺陷，提高了檢測精度。

技術(shù)特征：

1.一種光柵表面缺陷定性和定量檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置包括：激光器、傳輸分光組件、第一光接收器、第二光接收器和分析儀；所述第一光接收器和所述第二光接收器均與所述分析儀連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光柵表面缺陷定性和定量檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括：光柵圖像檢測組件，所述光柵圖像檢測組件與所述分析儀連接；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光柵表面缺陷定性和定量檢測裝置，其特征在于，所述光柵圖像檢測組件包括第一偏振分光棱鏡、平凹透鏡和第一圖像采集裝置；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光柵表面缺陷定性和定量檢測裝置，其特征在于，所述傳輸分光組件包括：第一反射鏡、第二反射鏡、第二偏振分光棱鏡、1/4玻片和第三偏振分光棱鏡；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光柵表面缺陷定性和定量檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括：第二圖像采集裝置，所述第二圖像采集裝置與所述分析儀連接；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光柵表面缺陷定性和定量檢測裝置，其特征在于，所述檢測裝置還包括xy二維位移平臺(tái)；

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光柵表面缺陷定性和定量檢測裝置，其特征在于，在兩束偏振方向相同且相位不同的分束光進(jìn)行相位解算，獲得相位解算結(jié)果的方面，所述分析儀具體用于：

8.一種光柵表面缺陷定性和定量檢測方法，其特征在于，所述檢測方法應(yīng)用權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的檢測裝置，所述檢測方法包括如下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光柵表面缺陷定性和定量檢測方法，其特征在于，所述檢測方法還包括如下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的光柵表面缺陷定性和定量檢測方法，其特征在于，所述檢測方法還包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種光柵表面缺陷定性和定量檢測裝置及方法，涉及精密儀器檢測領(lǐng)域。所述檢測裝置包括：激光器、傳輸分光組件、第一光接收器、第二光接收器和分析儀；所述第一光接收器和所述第二光接收器均與所述分析儀連接。本發(fā)明實(shí)施例利用對(duì)光柵反射的相互干涉的衍射光進(jìn)行合束，得到干涉光，然后對(duì)干涉光進(jìn)行分束，得到偏振方向相同且相位不同的分束光，通過對(duì)偏振方向相同且相位不同的分束光進(jìn)行相位解算的方式實(shí)現(xiàn)光柵表面缺陷的定性和定量的檢測，并且本發(fā)明實(shí)施例對(duì)干涉光進(jìn)行測量，克服了由于光柵表面對(duì)環(huán)境光反射造成的圖像檢測精度低的缺陷，提高了檢測精度。

技術(shù)研發(fā)人員：施玉書,張樹,史舟淼,高啟元
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國計(jì)量科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14