透明样品的亚表面缺陷检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113720861A(43)申请公布日2021.11.30(21)申请号202111089806.9(22)申请日2021.09.16(71)申请人中国科学院微电子研究所地址100029北京市朝阳区北土城西路3号(72)发明人刘立拓宋晓娇余晓娅王盛阳姜行健周维虎(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人王文思(51)Int.Cl.G01N21/958(2006.01)G01N21/88(2006.01)G01N21/47(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称透明样品的亚表面缺陷检测方法(57)摘要一种透明样品的亚表面缺陷检测方法及装置，方法包括：利用激光共聚焦方法确定所述透明样品亚表面缺陷大致位置；对所述亚表面缺陷的散射光形成的像进行过焦扫描，以得到散射光光场的纵向分布信息；根据所述纵向分布信息及所述大致位置确定所述亚表面缺陷的实际位置、尺寸及形态。该方法及装置利用激光共聚焦法获取最佳焦面信息的同时，获取纵向分布的离焦信息，保留了离焦数据，最大程度的提取亚表面缺陷特征，进一步提高缺陷检测精度和灵敏度。CN113720861ACN113720861A权利要求书1/2页1.一种透明样品的亚表面缺陷检测方法，包括：利用激光共聚焦方法确定所述透明样品亚表面缺陷大致位置；对所述亚表面缺陷的散射光形成的像进行过焦扫描，以得到散射光光场的纵向分布信息；根据所述纵向分布信息及所述大致位置确定所述亚表面缺陷的实际位置、尺寸及形态。2.根据权利要求1所述的亚表面缺陷检测方法，其中，所述利用激光共聚焦方法确定所述透明样品亚表面缺陷大致位置包括：确定所述透明样品的最佳物面；对所述最佳物面形成的散射光进行光电探测，获得最佳物面的成像信息；根据所述成像信息确定所述透明样品亚表面缺陷的大致位置。3.根据权利要求1所述的亚表面缺陷检测方法，其中，所述对所述亚表面缺陷的散射光形成的像进行过焦扫描，以得到散射光光场的纵向分布信息包括：在预定范围内对所述像进行过焦扫描，获得光场沿纵向分布的多维数据图像；根据所述多维数据图像构建光场分布数据立方体；根据所述光场分布数据立方体提取所述亚表面缺陷扰动散射纵向分布模式。4.根据权利要求3所述的亚表面缺陷检测方法，其中，采用电荷耦合器件捕获所述多维数据图像。5.一种透明样品的亚表面缺陷检测装置，包括：激光共聚焦模块，用于利用激光共聚焦方法确定所述透明样品亚表面缺陷大致位置；过焦扫描模块，用于对所述亚表面缺陷的散射光形成的像进行过焦扫描，以得到散射光光场的纵向分布信息；处理模块，用于根据所述纵向分布信息及所述大致位置确定所述亚表面缺陷的实际位置、尺寸及形态。6.根据权利要求5所述的亚表面缺陷检测装置，其中，所述激光共聚焦模块包括：光源(1)，用于发射激光；第一分光镜(2)，用于改变激光的传播方向并使得激光能够透射所述透明样品；第一聚焦镜(3)，用于将激光聚焦到焦平面后入射至所述透明样品，以确定所述透明样品的最佳物面；第二聚焦镜(4)，用于对所述最佳物面形成的散射光进行聚焦；小孔光阑(5)，用于对聚焦后的散射光形成的光斑进行调节，以便于探测；光电探测器(6)，用于对所述散射光进行探测，以得到所述透明样品亚表面缺陷大致位置。7.根据权利要求5所述的透明样品的亚表面缺陷检测装置，其中，所述过焦扫描模块包括：第二分光镜(7)，用于改变部分散射光的传播方向；第三聚焦镜(8)，用于对部分散射光，以形成所述亚表面缺陷的像；过焦扫描单元(9)，用于在预定范围内对所述像进行过焦扫描，以获取散射光光场的纵向分布信息。2CN113720861A权利要求书2/2页8.根据权利要求7所述的透明样品的亚表面缺陷检测装置，其中，所述过焦扫描单元(9)获取散射光光场的纵向分布信息包括：在预定范围内对所述像进行过焦扫描，获得光场沿纵向分布的多维数据图像；根据所述多维数据图像构建光场分布数据立方体；根据所述光场分布数据立方体提取所述亚表面缺陷扰动散射纵向分布模式。9.根据权利要求8所述的透明样品的亚表面缺陷检测装置，所述亚表面缺陷检测装置还包括：电荷耦合器件(10)，用于捕获所述多维数据图像。3CN113720861A说明书1/5页透明样品的亚表面缺陷检测方法技术领域[0001]本公开涉及光学家检测领域，尤其涉及一种透明样品的亚表面缺陷检测方法。背景技术[0002]高功率激光传输光学元件是高能激光系统和空间光学系统等重要国防、军事及航天领域极为重要的部件。亚表面缺陷是制约此类光学元件性能的关键因素之一。因此对其进行检测和表征是实现高功率传输光学元件制造的关键。目前，光学元件亚表面缺陷检测技术常采用磁流变抛光斑点法、角度抛光法、截面显微法