一种用于ICF终端光学组件损伤检测的变焦成像系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115950621A(43)申请公布日2023.04.11(21)申请号202211603304.8(22)申请日2022.12.13(71)申请人中国科学院上海光学精密机械研究所地址201800上海市嘉定区清河路390号(72)发明人王良玉杨朋千华能姜卓偲樊全堂杨富丽杨雪莹朱健强(74)专利代理机构上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙)31317专利代理师张宁展(51)Int.Cl.G01M11/02(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图6页(54)发明名称一种用于ICF终端光学组件损伤检测的变焦成像系统(57)摘要一种用于ICF终端光学组件损伤检测的变焦成像系统，采用二组元变焦结构，前固定组透镜组保持不动，改变后组透镜与前组透镜的间距来调节系统焦距，对终端组件中多个大口径光学元件分别清晰成像；对于厚度薄的光学元件，成像物面为光学元件中心厚处，元件前、后表面在系统景深范围内，可一次成像；对于厚度厚的光学元件，为获取高质量图像需对前、后表面分别成像；对终端光学组件中部分倾斜排布的光学元件表面成像时，成像接收器CCD需要调节一定角度，从而获取高质量图像。CN115950621ACN115950621A权利要求书1/1页1.一种用于ICF终端光学组件损伤检测的变焦成像系统，其特征是，包括同光轴依次放置的前固定组、光阑(S)、变倍组和CCD；所述的前固定组包括第一双凸正透镜(L1)、第二双凸正透镜(L2)和第一双凹负透镜(L3)；所述变倍组包括第二双凹负透镜(L4)、弯月正透镜(L5)、弯月负透镜(L6)和第三双凸正透镜(L7)；在变焦过程中，确保所述的前固定组不动，将所述的光阑、变倍组作为整体与所述的CCD分别沿着光轴方向移动。2.根据权利要求1所述的用于ICF终端光学组件损伤检测的变焦成像系统，其特征是，变焦过程中，像面位置沿着光轴发生偏移，需沿着光轴移动CCD的位置获取高质量图像。3.根据权利要求1所述的用于ICF终端光学组件损伤检测的变焦成像系统，其特征是，所述的前固定组为正透镜组，所述变倍组为正透镜组。4.根据权利要求1所述的用于ICF终端光学组件损伤检测的变焦成像系统，其特征是，对终端光学系统中第一平面元件(E1)、第二平面元件(E2)、第三平面元件(E3)、第四平面元件(E4)以及球面元件(E5)前表面成像时，所述的变焦成像系统同球面元件(E5)组成一个成像系统进行工作；对球面元件(E5)后表面、第五平面元件(E6)、第六平面元件(E7)成像时，则单独由变焦成像系统工作。5.跟据权利要求1所述用于ICF终端光学组件损伤检测的变焦成像系统，其特征是，需检测元件厚度不一，对于厚度薄的光学元件，成像物面为光学元件中心厚处，元件前、后表面可一次成像；对于厚度厚的光学元件，需对前、后表面分别成像。6.跟据权利要求1所述用于ICF终端光学组件损伤检测的变焦成像系统，其特征是，终端光学组件中部分光学元件倾斜排布，图像接收器CCD需要调节一定角度，从而获取高质量图像。7.跟据权利要求6所述用于ICF终端光学组件损伤检测的变焦系统，其特征是，所述的ICF终端光学组件，包括，第三平面元件(E3)、第四平面元件(E4)、第五平面元件(E6)、第六平面元件(E7)四块光学元件表面与光轴夹角95°～100°，以及球面元件(E5)的前表面与光轴夹角约为80°，对这些倾斜表面成像时，CCD需要调节一定角度，从而获取高质量图像。2CN115950621A说明书1/3页一种用于ICF终端光学组件损伤检测的变焦成像系统技术领域[0001]本发明属于光学设计领域，特别涉及一种用于ICF终端光学组件损伤检测的变焦成像系统。背景技术[0002]终端光学组件是惯性约束核聚变(InertialConfinementFusion,ICF)装置中非常重要的组成部件之一，包含了多块大口径光学元件，其长期在高能量激光辐射环境中工作，由于光束自聚焦等原因，这些光学元件表面和内部会产生激光损伤，另外光学元件在加工、运输等环节中也会产生划痕等瑕疵。光学元件激光损伤的尺寸与激光辐照次数呈指数增长关系，当损伤尺寸较小时是可以被修复的，当损伤尺寸超过一定阈值后，其损伤是不可修复的。因此我们需要在损伤形成的初级阶段，对其进行检测并跟踪，在损伤尺寸达到阈值之前，将其替换并进行修复。[0003]目前光学元件损伤检测有两种检测方式：第一种是离线检测，把终端光学组件中的元件拆下来，逐个进行检测，这种检测方式的精度很高，能够达到几个微米，但是其效率较低；第二种是在线检测方式，不用将待测光学元件拆卸下来，而是在线获取元件表面高质量图像，来检测损伤情况。虽然在线检测精度明显低于离线检测，但是检测效率却明显高于离线检测。在IC