1、參考臂3、樣品臂4和探測(cè)臂5，樣品臂4包括相連接的光程延時(shí)單元和光纖探頭陣列6，光纖探頭陣列6由多個(gè)光纖探頭組成。該檢測(cè)系統(tǒng)還包括用于固定光纖探頭陣列6或樣品8的可移動(dòng)的掃描裝置7。光纖探頭由單模光纖和微米介質(zhì)小球組成，微米介質(zhì)小球膠合在經(jīng)端面處理過的單模光纖凹面上，微球通過散射單模光纖傳輸?shù)牡拖喔晒庑纬晒庾蛹{米噴射，獲得橫向尺寸處于衍射極限以下而軸向長(zhǎng)度在200微米的照明光場(chǎng)。光纖處理端面形貌、微球的直徑和折射率根據(jù)所需光子納米噴射大小選擇。多個(gè)光纖探頭的長(zhǎng)度相同。
[0029]采用上述光學(xué)元件亞表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)的具體方法為:
[0030]寬帶光源I發(fā)出的低相干光進(jìn)入光纖親合器2，經(jīng)光纖親合器2分光后，一路進(jìn)入?yún)⒖急?的低相干光經(jīng)零光程參考面反射后返回探測(cè)臂5形成參考光，另一路進(jìn)入樣品臂4的低相干光經(jīng)光程延時(shí)處理進(jìn)入光纖探頭陣列6，實(shí)現(xiàn)橫向尺寸處于衍射極限以下而軸向長(zhǎng)度在200微米的空間多點(diǎn)并行照明；光纖探頭陣列6接收的深度信號(hào)光經(jīng)光纖耦合器2導(dǎo)入系統(tǒng)探測(cè)臂5，系統(tǒng)探測(cè)臂5中CCD接收所有信號(hào)光與參考光相干迭加的光譜信號(hào)；通過固定光纖探頭6或樣品8的掃描裝置7的移動(dòng)獲得二維或三維樣品頻譜信息，系統(tǒng)探測(cè)臂5中計(jì)算機(jī)重構(gòu)被檢測(cè)區(qū)域的超高分辨圖像，顯示光學(xué)元件亞表面缺陷的形狀和分布。
[0031]如圖2所示，本實(shí)施例的光程延時(shí)單元包括依次設(shè)置的主透鏡、分束器、反射鏡和從透鏡，分束器設(shè)有η-1個(gè)，反射鏡設(shè)有I個(gè)，從透鏡設(shè)有η個(gè)，組成多光束傳輸系統(tǒng)，改變光纖耦合器樣品臂輸出端與光纖探頭之間的自由空間距離，實(shí)現(xiàn)各光纖探頭接收的檢測(cè)信息相對(duì)零光程參考面具有不同的光程延時(shí)量。其中η為光纖探頭的個(gè)數(shù)。
[0032]主透鏡L用來準(zhǔn)直從光纖親合器2輸出的低相干照明光和親合各光纖探頭接收的信號(hào)光進(jìn)入光纖親合器2 ;分束器Iii1-1V1和反射鏡mn將主透鏡L準(zhǔn)直的一路照明光束分成多路平行照明光束，又將來自各光纖探頭接收的平行信號(hào)光束合成一路信號(hào)光束；從透鏡
多路平行照明光束分別耦合進(jìn)入對(duì)應(yīng)的光纖探頭，又將各光纖探頭接收的檢測(cè)信號(hào)光準(zhǔn)直成多路平行信號(hào)光束。
[0033]相對(duì)已有的其他檢測(cè)技術(shù)，本發(fā)明提出的方法和系統(tǒng)利用空間、頻譜并行檢測(cè)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高速檢測(cè)；利用基于光子納米噴射設(shè)計(jì)的光纖探頭可以使橫向空間分辨率低于衍射極限，是一種全新的快速、高分辨光學(xué)元件亞表面缺陷檢測(cè)技術(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種光學(xué)元件亞表面缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)光纖耦合器對(duì)輸入的寬帶光源進(jìn)行分路； 2)一路低相干光輸入?yún)⒖急?，被零光程參考面反射，形成參考光? 3)另一路低相干光輸入樣品臂，進(jìn)行光程延時(shí)處理，通過光纖探頭陣列形成具有不同光程延時(shí)量的空間多點(diǎn)并行照明，照射在樣品的被檢測(cè)區(qū)域上，并接收該區(qū)域反射和后向散射的信號(hào)光； 4)所述信號(hào)光和參考光經(jīng)光纖耦合進(jìn)行相干迭加并形成光譜信息； 5)通過樣品或光纖探頭陣列的移動(dòng)獲取被檢測(cè)區(qū)域的二維或三維光譜信息； 6)根據(jù)二維或三維光譜信息重構(gòu)被檢測(cè)區(qū)域的高分辨圖像，顯示缺陷的形狀和分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件亞表面缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟3)中，光程延時(shí)處理為:改變光纖耦合器樣品臂輸出端與各光纖探頭間的自由空間距離，實(shí)現(xiàn)各光纖探頭接收的檢測(cè)信息相對(duì)零光程參考面具有不同的光程延時(shí)量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件亞表面缺陷檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟3)中，空間多點(diǎn)并行照明為橫向尺寸處于衍射極限以下而軸向長(zhǎng)度在200微米的照明光場(chǎng)。
4.一種光學(xué)元件亞表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，包括寬帶光源、光纖耦合器、參考臂、樣品臂和探測(cè)臂，所述光纖耦合器分別連接寬帶光源、參考臂、樣品臂和探測(cè)臂，其特征在于，所述樣品臂包括相連接的光程延時(shí)單元和光纖探頭陣列，所述光纖探頭陣列由多個(gè)光纖探頭組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)元件亞表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光程延時(shí)單元包括依次設(shè)置的主透鏡、分束器、反射鏡和從透鏡，所述分束器設(shè)有η-1個(gè)，所述反射鏡設(shè)有I個(gè)，所述從透鏡設(shè)有η個(gè)，η為光纖探頭的個(gè)數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)元件亞表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖探頭由單模光纖和微米介質(zhì)小球組成，所述微米介質(zhì)小球膠合在經(jīng)端面處理過的單模光纖凹面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4或6所述的光學(xué)元件亞表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)光纖探頭的長(zhǎng)度相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)元件亞表面缺陷檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于固定光纖探頭陣列或樣品的可移動(dòng)的掃描裝置。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種光學(xué)元件亞表面缺陷檢測(cè)方法和檢測(cè)系統(tǒng)，其中，檢測(cè)方法包括：光纖耦合器對(duì)輸入的寬帶光源進(jìn)行分路；一路低相干光輸入?yún)⒖急?，被零光程參考面反射，形成參考光，另一路低相干光輸入樣品臂，進(jìn)行光程延時(shí)處理，通過光纖探頭陣列獲取信號(hào)光；信號(hào)光和參考光經(jīng)光纖耦合進(jìn)行相干迭加并形成光譜信息；通過樣品或光纖探頭陣列的移動(dòng)獲取被檢測(cè)區(qū)域的二維或三維光譜信息，重構(gòu)被檢測(cè)區(qū)域的高分辨圖像。檢測(cè)系統(tǒng)包括寬帶光源、光纖耦合器、參考臂、樣品臂和探測(cè)臂，樣品臂包括相連接的光程延時(shí)單元和光纖探頭陣列。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠快速、高分辨顯示多空間區(qū)域的缺陷結(jié)構(gòu)信息，為光學(xué)元件亞表面缺陷檢測(cè)提供新的途徑。
【IPC分類】G01N21-25, G01N21-95
【公開號(hào)】CN104568982
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510014502
【發(fā)明人】劉勇
【申請(qǐng)人】上海電力學(xué)院
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月12日