本實(shí)用新型屬于晶棒檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種藍(lán)寶石晶棒檢測(cè)裝置。

背景技術(shù)：

在對(duì)藍(lán)寶石晶棒的品質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，多是檢測(cè)其是否有氣泡，還包括應(yīng)力、晶界和不圓度的檢測(cè)；目前常用的藍(lán)寶石晶棒檢測(cè)方法多是采用人工檢測(cè)+機(jī)器輔助的方法。在對(duì)氣泡進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，一般是把待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒拿到暗室里，用綠色激光筆或者強(qiáng)光白色手電照射晶棒一端，在晶棒側(cè)面觀察是否有氣泡、云霧等。對(duì)應(yīng)力和晶界進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，通常的做法是把藍(lán)寶石晶棒一端精磨，精磨的一端朝上放置在應(yīng)力儀上，通過(guò)觀察應(yīng)力儀上的馬耳他十字圖案，來(lái)判斷應(yīng)力的好壞；同時(shí)，通過(guò)觀察是否有“貓抓印”的圖案存在，來(lái)判斷是否存在晶界，但是這些特征都不是很明顯，需結(jié)合觀察者的經(jīng)驗(yàn)來(lái)作出判斷。

上述檢測(cè)方法效率低，檢測(cè)誤差大，檢測(cè)結(jié)果要受到很多人為因素影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種藍(lán)寶石晶棒檢測(cè)裝置，旨在提供一種集氣泡、應(yīng)力和晶界檢測(cè)于一體的自動(dòng)化檢測(cè)裝置。

本實(shí)用新型提供了一種藍(lán)寶石晶棒檢測(cè)裝置，包括：外容器、晶棒臺(tái)、鏡頭、第一CCD相機(jī)單元；

所述晶棒臺(tái)作為載物臺(tái)貫穿所述外容器的底端，所述晶棒臺(tái)為中空且與待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒接觸面為透明狀，內(nèi)嵌有平行光源及沿所述平行光源發(fā)出的平行光方向的起偏鏡，待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒置于所述晶棒臺(tái)上；所述鏡頭固定在所述外容器上方，所述鏡頭內(nèi)部設(shè)置有激光器，所述鏡頭底端設(shè)置有檢偏鏡；

所述平行光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)所述起偏鏡成為偏振光，所述偏振光照射到所述待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒上，帶有檢偏鏡的所述鏡頭用于采集經(jīng)過(guò)所述藍(lán)寶石晶棒的偏振光，得到包含有所述藍(lán)寶石晶棒的應(yīng)力和晶界形狀的圖像信息；

所述第一CCD相機(jī)單元設(shè)置于所述外容器四周，所述外容器四周安裝有移動(dòng)裝置，可通過(guò)所述移動(dòng)裝置帶動(dòng)所述第一CCD相機(jī)單元同時(shí)沿所述外容器的高度方向運(yùn)動(dòng)；

所述鏡頭內(nèi)置的激光器發(fā)射出預(yù)置波長(zhǎng)的激光，照射到所述待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒上，所述第一CCD相機(jī)單元用于通過(guò)沿所述外容器的高度方向運(yùn)動(dòng)來(lái)掃描所述藍(lán)寶石晶棒，得到包含有所述藍(lán)寶石晶棒的氣泡的圖像信息。

進(jìn)一步地，所述藍(lán)寶石晶棒檢測(cè)裝置還包括第二CCD相機(jī)單元，所述第二CCD相機(jī)單元包括2個(gè)CCD相機(jī)，所述2個(gè)CCD相機(jī)以預(yù)置高度固定于所述外容器上方，并分布于所述鏡頭兩側(cè)；

所述平行光源發(fā)出的光經(jīng)過(guò)所述起偏鏡成為偏振光，所述偏振光照射到所述待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒上，所述2個(gè)CCD相機(jī)用于采集經(jīng)過(guò)所述藍(lán)寶石晶棒的偏振光，得到包含有所述藍(lán)寶石晶棒的晶界位置的圖像信息。

進(jìn)一步地，所述外容器呈透明狀，內(nèi)裝有冬青油。

進(jìn)一步地，所述預(yù)置波長(zhǎng)的激光為514nm的激光。

進(jìn)一步地，所述第一CCD相機(jī)單元包括3個(gè)CCD相機(jī)，其中，任2個(gè)CCD相機(jī)的中心點(diǎn)分別與所述外容器中心軸上的特定點(diǎn)連接，所成的夾角為120度；

所述外容器中心軸上的特定點(diǎn)為所述3個(gè)CCD相機(jī)所在平面與所述外容器中心軸的交點(diǎn)；

所述晶棒臺(tái)可旋轉(zhuǎn)，通過(guò)所述移動(dòng)裝置帶動(dòng)所述3個(gè)CCD相機(jī)沿所述外容器的高度方向運(yùn)動(dòng)，并掃描所述藍(lán)寶石晶棒，所述3個(gè)CCD相機(jī)從上端運(yùn)動(dòng)到下端后，旋轉(zhuǎn)所述晶棒臺(tái)，通過(guò)所述移動(dòng)裝置繼續(xù)帶動(dòng)所述3個(gè)CCD相機(jī)重復(fù)運(yùn)動(dòng)，直至掃描完所述藍(lán)寶石晶棒，得到包含有所述藍(lán)寶石晶棒的氣泡的圖像信息。

進(jìn)一步地，所述晶棒臺(tái)內(nèi)嵌有全波片或1/4波片，所述平行光源發(fā)出的平行光經(jīng)過(guò)所述起偏鏡后變?yōu)槠窆?，并?jīng)過(guò)所述全波片或1/4波片濾波后，照射到所述待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒上。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本實(shí)用新型提供了一種藍(lán)寶石晶棒檢測(cè)裝置，利用帶有檢偏鏡的鏡頭掃描待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒，得到包含有所述待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒的應(yīng)力和晶界形狀的圖像信息；利用第一CCD相機(jī)單元掃描待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒，得到包含有所述待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒的氣泡的圖像信息，利用軟件對(duì)所述圖像信息進(jìn)行整合，得到集待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒的應(yīng)力情況、晶界形狀和氣泡分布于一體的三維圖；能夠從所述三維圖中更簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的判斷晶棒品質(zhì)，大大的減少了人為因素對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，提高了工作效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種藍(lán)寶石晶棒檢測(cè)裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型的主要實(shí)現(xiàn)思想為：在藍(lán)寶石晶棒檢測(cè)裝置的底端設(shè)置一載物臺(tái)，載物臺(tái)內(nèi)部的平行光源發(fā)光，經(jīng)過(guò)起偏鏡成為偏振光，所述偏振光照射在待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒上，被帶有檢偏鏡的鏡頭收集，得到包含有所述藍(lán)寶石晶棒的應(yīng)力和晶界形狀的圖像信息；所述鏡頭射出514nm的綠色激光，照射在所述待檢測(cè)晶棒上，所述外容器外部分布的3個(gè)CCD相機(jī)通過(guò)上下移動(dòng)來(lái)掃描晶棒，得到包含有所述藍(lán)寶石晶棒的氣泡的圖像信息；利用軟件對(duì)所述圖像信息進(jìn)行整合，得到集所述待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒的應(yīng)力情況、晶界形狀和氣泡分布于一體的三維圖；通過(guò)觀察所述三維圖，來(lái)判斷是否有氣泡；通過(guò)觀察所述三維圖中的馬耳他十字干涉條紋來(lái)判斷應(yīng)力的大小，通過(guò)觀察所述三維圖中是否有“貓抓印”來(lái)判斷是否有晶界，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)藍(lán)寶石晶棒的品質(zhì)檢測(cè)。

下面具體介紹這種藍(lán)寶石晶棒檢測(cè)裝置，如圖1所示，包括：外容器1、晶棒臺(tái)2、鏡頭3、第一CCD相機(jī)單元(圖中未示出)；

所述藍(lán)寶石晶棒檢測(cè)裝置由一個(gè)裝滿冬青油的透明外容器1作為主體，在所述外容器1底端貫穿設(shè)置一個(gè)可旋轉(zhuǎn)、升降的晶棒臺(tái)2作為載物臺(tái)，待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒置于所述晶棒臺(tái)2上，所述晶棒臺(tái)2為中空且與待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒接觸面為透明狀，即上端為透明狀，所述晶棒臺(tái)內(nèi)嵌有平行光源21及沿所述平行光源21發(fā)出的平行光方向的起偏鏡22和全波片23(也可用1/4波片代替全波片)；所述鏡頭3固定在所述外容器1上方并正對(duì)所述待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒，所述鏡頭3內(nèi)部設(shè)置有激光器，所述鏡頭3底端設(shè)置有檢偏鏡。

在放置所述待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒的時(shí)候，是將藍(lán)寶石晶棒光滑一面朝上，放置在晶棒臺(tái)2之上；并調(diào)整晶棒臺(tái)2的高度，使藍(lán)寶石晶棒上端與外容器1盛放的冬青油表面持平，在外容器1中裝入冬青油可以增加藍(lán)寶石晶棒表面的透光性。

在進(jìn)行應(yīng)力和晶界形狀的檢測(cè)時(shí)，所述平行光源21發(fā)出的光經(jīng)過(guò)所述起偏鏡22成為偏振光，并經(jīng)過(guò)所述全波片23濾波后照射到所述待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒上，帶有檢偏鏡的所述鏡頭3采集經(jīng)過(guò)所述藍(lán)寶石晶棒的偏振光，得到包含有所述藍(lán)寶石晶棒的應(yīng)力和晶界形狀的圖像信息。

具體地，所述平行光源21發(fā)出的光為平行白光。

具體地，由于藍(lán)寶石具有雙折射性質(zhì)，平面偏振光可以被它分解為振動(dòng)方向互相垂直的尋常光和非常光；而因兩者傳播速度不同，一個(gè)快，一個(gè)慢，透出藍(lán)寶石后，就產(chǎn)生了一個(gè)光程差，通過(guò)檢偏將看到尋常光和非常光在同一個(gè)平面內(nèi)產(chǎn)生的具有應(yīng)力、晶界特征的干涉色圖畫(huà)。

本實(shí)用新型實(shí)施例中，所述第一CCD相機(jī)單元為3個(gè)CCD相機(jī)，設(shè)置于所述外容器1外側(cè)，并分布于所述外容器1四周，所述外容器1四周安裝有移動(dòng)裝置，可通過(guò)所述移動(dòng)裝置帶動(dòng)所述3個(gè)CCD相機(jī)同時(shí)沿所述外容器1的高度方向運(yùn)動(dòng)。

在進(jìn)行氣泡情況的檢測(cè)時(shí)，所述鏡頭3內(nèi)置的激光器發(fā)射出預(yù)置波長(zhǎng)的激光，照射到所述待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒上，所述3個(gè)CCD相機(jī)用于通過(guò)沿所述外容器1的高度方向運(yùn)動(dòng)來(lái)掃描所述藍(lán)寶石晶棒，得到包含有所述藍(lán)寶石晶棒的氣泡的圖像信息。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型實(shí)施例提供的預(yù)置波長(zhǎng)的激光為514nm的激光，選用這種綠色的激光會(huì)使得有氣泡的地方特征更加明顯，通過(guò)觀察這些特征更容易判斷是否有氣泡。

具體地，所述3個(gè)CCD相機(jī)中，任2個(gè)CCD相機(jī)的中心點(diǎn)分別與所述外容器中心軸上的特定點(diǎn)連接，所成的夾角為120度；所述外容器中心軸上的特定點(diǎn)為所述3個(gè)CCD相機(jī)所在平面與所述外容器1中心軸的交點(diǎn)。

更具體地，所述晶棒臺(tái)2可旋轉(zhuǎn)，通過(guò)所述移動(dòng)裝置帶動(dòng)所述3個(gè)CCD相機(jī)沿所述外容器1的高度方向運(yùn)動(dòng)，并掃描所述藍(lán)寶石晶棒，所述3個(gè)CCD相機(jī)從上端運(yùn)動(dòng)到下端后，旋轉(zhuǎn)所述晶棒臺(tái)2，通過(guò)所述移動(dòng)裝置繼續(xù)帶動(dòng)所述3個(gè)CCD相機(jī)重復(fù)運(yùn)動(dòng)，直至掃描完所述藍(lán)寶石晶棒，得到包含有所述藍(lán)寶石晶棒的氣泡的圖像信息。

進(jìn)一步地，所述藍(lán)寶石晶棒檢測(cè)裝置還包括第二CCD相機(jī)單元，所述第二CCD相機(jī)單元包括2個(gè)CCD相機(jī)4，所述2個(gè)CCD相機(jī)4以預(yù)置高度固定于所述外容器1上方，并分布于所述鏡頭3兩側(cè)；

在進(jìn)行晶界位置的檢測(cè)時(shí)，所述平行光源21發(fā)出的平行白光經(jīng)過(guò)所述起偏鏡22成為偏振光，所述偏振光照射到所述待檢測(cè)藍(lán)寶石晶棒上，所述2個(gè)CCD相機(jī)4用于采集經(jīng)過(guò)所述藍(lán)寶石晶棒的偏振光，因?yàn)檫@2個(gè)CCD相機(jī)4處于不同位置，通過(guò)不同位置的定位，可以判斷晶界在藍(lán)寶石晶棒上的高度，進(jìn)而得到包含有所述藍(lán)寶石晶棒的晶界位置的圖像信息。

進(jìn)一步地，將上述包含有所述藍(lán)寶石晶棒的應(yīng)力和晶界形狀的圖像信息、氣泡的圖像信息和晶界位置的圖像信息進(jìn)行整合，利用圖像處理系統(tǒng)，生成一個(gè)包含氣泡位置的三維圖，并將包含有所述藍(lán)寶石晶棒的應(yīng)力、晶界形狀和位置的圖像信息附加在所述三維圖上，生成一個(gè)標(biāo)注有晶棒內(nèi)部應(yīng)力情況、氣泡位置和晶界形狀及位置的三維圖；通過(guò)人眼觀察氣泡具有的特定的特征來(lái)判斷是否有氣泡，通過(guò)觀察馬耳他十字干涉條紋來(lái)判斷應(yīng)力的大小，通過(guò)觀察是否有“貓爪印”來(lái)判斷是否有晶界，并且通過(guò)觀察“貓爪印”的形狀和位置來(lái)判斷晶界的形狀和位置。

另外，利用上述得到的關(guān)于藍(lán)寶石晶棒的三維圖，通過(guò)軟件的擬合運(yùn)算，可以得到藍(lán)寶石晶棒的尺寸，所述藍(lán)寶石晶棒的尺寸包括藍(lán)寶石晶棒的高度和藍(lán)寶石晶棒每處的直徑；同時(shí)，還可得到晶棒的不圓度，具體地，比如，2寸藍(lán)寶石晶棒的直徑是50.8mm，但是如果我們通過(guò)CCD掃描得到的藍(lán)寶石晶棒每處的直徑在50.8mm左右波動(dòng)，那么通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比就可以得出晶棒的不圓度。

本實(shí)用新型提供的一種藍(lán)寶石晶棒檢測(cè)裝置，對(duì)任何透明寶石晶棒的檢測(cè)都適用，其集應(yīng)力、氣泡和晶界檢測(cè)于一體，利用圖像處理系統(tǒng)，可直接在電腦上顯示包含藍(lán)寶石晶棒內(nèi)部晶界、氣泡位置和應(yīng)力情況的三維圖；能夠從所述三維圖中更簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確的判斷晶棒品質(zhì)，減少藍(lán)寶石晶棒品質(zhì)檢測(cè)對(duì)人的依賴性，任何新手只要熟知晶體缺陷，就可以對(duì)晶棒品質(zhì)進(jìn)行評(píng)估，提高了工作效率；同時(shí)，結(jié)合所述三維圖，可得到藍(lán)寶石晶棒的尺寸和不圓度。

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。