平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置和方法
2023-04-27 22:55:11
專利名稱：平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置和方法
技術領域：
本發明涉及玻璃，特別是一種平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置和方法。
背景技術：
在高功率雷射及一般的雷射研究中，雷射具有較高的峰值功率和能量密度。在對雷射參數進行診斷的過程中，需要對取樣光束進行一定比例的衰減以滿足測量設備的輸入範圍需求，不同型號的有色玻璃對不同波長的雷射具有特定的透射係數，常用於對被測光束進行強度衰減；同時，特定的有色玻璃還用於隔離自然光及其他非被測光。在有色玻璃用於雷射參數測量中時，特別是用於空間參數的診斷時，為了避免有色玻璃濾光片引入額外的光強調製，需要採用光學性能均勻的有色玻璃濾光片。有色玻璃濾光片的不均勻性主要包括加工過程中引入的內部應力不均勻性，導致光學性能不均勻；雜質及其他不均勻性。 因此需要對用於雷射參數測量的平板有色玻璃濾光片進行均勻性檢測，篩選出滿足需要的樣品。
發明內容
本發明所要解決的主要問題，是提供一種平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置和方法，以實現對平板有色玻璃濾光片均勻性的快速檢測。本發明的技術解決方案如下
一種平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置，包括半導體雷射器，其特點在於沿所述的半導體雷射器輸出的雷射方向依次是同光軸的擴束器、樣品夾持器、成像透鏡和CCD探測器，所述的CCD探測器位於所述的成像透鏡的焦平面，所述的CCD探測器的輸出端接顯示器的輸入端，所述的樣品夾持器供待測的平板有色玻璃濾光片夾持。所述的樣品夾持器為可調的同軸透鏡座。為了便於觀察測量圖像，所使用的半導體雷射器波長應在平板有色玻璃的高透光譜區域；樣品夾持器，由於使用的有色平板一般加工為圓形，採用可調同軸透鏡座作為樣品夾持器，成像鏡頭將樣品平面成像在所述的CCD探測器表面，輸入顯示器上顯示，以監測透射率的均勻性。利用所述的平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置進行平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測方法，其特點在於該方法包括下列步驟
①將待測的平板有色玻璃濾光片，簡稱為樣品置於所述的樣品夾持器上；
②開啟半導體雷射器，使在所述的顯示器上觀察到所述的樣品的像；
③垂直光軸橫向移動所述的樣品時，在顯示器上觀察到隨樣品移動的明暗帶紋、小暗斑或者亮斑隨樣品橫向移動，則表明所述的樣品透過率不均勻；當顯示器上觀察不到明暗帶紋、小暗斑或者亮斑的隨樣品橫向移動，則樣品是均勻的。本發明採用橫向移動樣品的方法，區分樣品不均勻性和光束不均勻性。雖然半導體雷射器具有穩定均勻的輸出，在插入樣品前，由於雷射器的局部不均勻性及成像系統光學元件的不均勻性，監視器上還是會觀察到一些瑕疵點及光強不均勻區域。插入樣品後並橫向移動樣品，顯示屏上可以觀察到隨樣品移動的缺陷，如有內部應力，會出現一條沿應力方向分布的明暗帶紋，如有一些小暗斑或者亮斑隨樣品橫向移動，這些結構表明透過率不均勻。該發明採用可調同軸透鏡座作為夾持樣品的機構，可以快速方便地安裝及拆卸樣品，由於檢測光束不需要嚴格垂直入射樣品，所以樣品裝夾機構不需要複雜的調節機構。
圖1是本發明平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置示意圖
圖中1-半導體雷射器；2-擴束準直器；3-可調同軸透鏡座；4-樣品；5-成像透鏡； 6-CXD探測器；7-顯示器。
具體實施例方式下面結合實施例和附圖對本發明作進一步說明，但不應以此限制本發明的保護範圍。圖1是本發明平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置示意圖，由圖可見，本發明平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置，包括半導體雷射器1，沿所述的半導體雷射器1輸出的雷射方向依次是同光軸的擴束準直器2、樣品夾持器3、成像透鏡5和CCD探測器6，所述的CCD探測器6位於所述的成像透鏡5的焦平面，所述的CCD探測器6的輸出端接顯示器7，所述的樣品夾持器3供待測的平板有色玻璃濾光片4夾持。所述的樣品夾持器3為可調的同軸透鏡座。利用上述的裝置進行平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測方法，其特徵在於該方法包括下列步驟
①將待檢測的平板有色玻璃濾光片，以下簡稱為樣品4置於所述的樣品夾持器3上；
②開啟所述的半導體雷射器1，適當調整光路，使在所述的顯示器7上觀察到所述樣品的像；
③垂直光軸橫向移動所述的樣品時，在顯示器7上觀察到明暗帶紋、小暗斑或者亮斑的隨樣品橫向移動，則表明所述樣品的透過率不均勻；當顯示器7上觀察不到明暗帶紋、小暗斑或者亮斑的隨樣品橫向移動，則該樣品是均勻的。根據待測有色玻璃濾光片的透射光譜範圍，選擇相應的半導體雷射器1，使半導體雷射器發出的雷射能夠透過10%以上能量。以上海有色玻璃廠生產的用於截止自然可見光的牌號為HWB760紅外透射可見吸收玻璃為例，厚度為3mm，對700nm以下波長截止，760nm 處透射率T>85%，800nm以上透射率達到90%，選擇Photoptech公司DPIR-3050半導體雷射器作為檢測光源，工作中心波長1064nm，輸出功率50mW。半導體雷射器1發出的雷射經過擴束器2後，獲得與待測樣品4 口徑相當的光束。以30mm 口徑樣品為例，需將Imm 口徑雷射放大到20-40mm 口徑，對檢測光的準直性沒有嚴格要求。將樣品4夾持在可調同軸透鏡座3上，該可調同軸透鏡座適用於5-50mm 口徑樣品夾持，由於一般的有色玻璃濾光片小於 50mm 口徑，所以該可調同軸透鏡座滿足實驗室一般需求。經過有色玻璃濾光片調製的檢測光經鏡頭5成像在CXD探測器6的光敏面上，經CXD探測器6採集後並在顯示器7上顯示，供工作人員觀察。需要注意的是必須將樣品4的後表面清晰地成像在CCD探測器6的光敏面上，才能夠觀察到有色玻璃濾光片的非均勻性細節。水平來回移動可調同軸透鏡座3，可以在顯示器7上觀察到樣品4的影像。如果樣品4是理想的，無內部應力及壞點等瑕疵，那麼CXD探測器6視場內的區域在有無樣品通過兩種情況下的對比度不會改變。如果有改變， 說明有瑕疵存在。在移動樣品時，那些隨樣品移動而移動的影像區域就是樣品瑕疵區域。可通過多次往返移動判定瑕疵形貌及嚴重程度，進而篩選出比較均勻的有色玻璃濾光片。
權利要求
1.一種平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置，包括半導體雷射器(1)，其特徵在於 沿所述的半導體雷射器(1)輸出的雷射方向依次是同光軸的擴束準直器(2)、樣品夾持器 (3)、成像透鏡(5)和CXD探測器(6)，所述的CXD探測器(6)位於所述的成像透鏡(5)的焦平面，所述的CCD探測器(6)的輸出端接顯示器(7)，所述的樣品夾持器(3)供待測的平板有色玻璃濾光片(4)夾持。
2.根據權利要求1所述的平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置，其特徵在於所述的樣品夾持器(3)為可調的同軸透鏡座。
3.利用權利要求1所述的裝置進行平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測方法，其特徵在於該方法包括下列步驟①將待檢測的平板有色玻璃濾光片，以下簡稱為樣品(4)置於所述的樣品夾持器(3)上；②開啟所述的半導體雷射器(1)，適當調整光路，使在所述的顯示器(7)上觀察到所述樣品的像；③垂直光軸橫向移動所述的樣品(4)時，在顯示器(7)上觀察到明暗帶紋、小暗斑或者亮斑的隨樣品橫向移動，則表明所述樣品(4)的透過率不均勻；當顯示器(7)上觀察不到明暗帶紋、小暗斑或者亮斑的隨樣品橫向移動，則該樣品(4)是均勻的。
全文摘要
一種平板有色玻璃濾光片均勻性的檢測裝置和方法，裝置包括半導體雷射器，沿該半導體雷射器輸出的雷射方向依次是同光軸的擴束器、樣品夾持器、成像透鏡和CCD探測器，所述的CCD探測器位於所述的成像透鏡的焦平面，所述的CCD探測器的輸出端接顯示器的輸入端，所述的樣品夾持器供待測的平板有色玻璃濾光片夾持。本發明通過橫向移動待測平板有色玻璃濾光片獲得動態圖像，從而判斷有色玻璃濾光片的非均勻性。本發明裝置結構簡單，測量方法簡便，檢測效果理想，可用於批量檢測。
文檔編號G01M11/02GK102353526SQ20111019683
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月14日 優先權日2011年7月14日
發明者劉崇, 唐順興, 朱寶強, 歐陽小平, 黃奎喜 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所