精密表面缺陷特性及光學顯微散射成像系統(tǒng)的研究.pdf

1、疵病的檢測是精密元件質(zhì)量檢測的主要項目之一。精密表面疵病對光學元件的影響首先表現(xiàn)為散射，并在系統(tǒng)中造成一個連續(xù)效應，引起其他嚴重的危害。因此在光學加工和應用中疵病的檢測越來越受到重視。 結(jié)合實際大口徑元件的檢測要求，本論文中提出了一種疵病檢測方法，并以此建立了疵病檢測系統(tǒng)，即光學顯微散射成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用環(huán)狀分布的多束光纖光源照明，將光以一定角度入射到被檢表面，使疵病散射光成像在變倍顯微物鏡中；所得到圖像是暗背景上的亮疵病像，

2、非常適合于數(shù)字圖像處理；通過光照系統(tǒng)的合理設計，實現(xiàn)了對表面上任意分布的疵病的檢測；系統(tǒng)疵病檢測分辨率已經(jīng)達到微米量級，可對微米甚至是亞微米寬的疵病成清晰的像。 本論文中主要內(nèi)容包括以下幾個方面：首先，從疵病特性著手，分析疵病對光學系統(tǒng)的影響。由于疵病檢測主要利用表面疵病的散射光進行，因此論文中討論了多種表面散射的情況。并且根據(jù)課題檢測疵病的主要內(nèi)容，分析光學顯微散射成像中各種散射的特性和主要表現(xiàn)，提出了適用于光學顯微成像的疵病

3、散射理論。 其次，論文系統(tǒng)地介紹了檢測系統(tǒng)各部分的功能，包括光源照明系統(tǒng)、顯微系統(tǒng)、平面掃描系統(tǒng)和系統(tǒng)定標等幾個部分。著重分析了光源照明系統(tǒng)中各方面參數(shù)對疵病成像的影響，建立了能夠得到適合于數(shù)字圖像處理的疵病圖像的光源照明系統(tǒng)。在系統(tǒng)標定部分，論文中提出了一種全新的標準比對板設計和制作方法，建立了疵病檢測量化的標定系統(tǒng)，對疵病檢測實現(xiàn)正確度量。 最后，文章中分析了光學顯微散射成像系統(tǒng)的實驗結(jié)果，分析疵病散射光成像對疵病成