全息材料檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光學(xué)領(lǐng)域，更具體地涉及一種全息材料檢測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)的光電檢測(cè)技術(shù)起步時(shí)間比較晚，上個(gè)世紀(jì)七十年代初，我國(guó)開始了光電檢測(cè)技術(shù)的研究工作。經(jīng)過近50年，在國(guó)內(nèi)眾多科研工作者的共同努力下，我國(guó)的光電事業(yè)逐步取得了一系列的研究成果，我國(guó)在現(xiàn)代光電檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)逐漸達(dá)到了可與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)接軌的水平，突出表現(xiàn)在實(shí)用技術(shù)和應(yīng)用基礎(chǔ)兩方面。從70年代初所研究的以幾何檢測(cè)為主的光電檢測(cè)技術(shù)及儀器專業(yè)為基礎(chǔ)，現(xiàn)今正將該學(xué)科向著電子元器件集成化、檢測(cè)技術(shù)自動(dòng)化、檢測(cè)結(jié)果數(shù)字化、檢測(cè)系統(tǒng)智能化的方向全面發(fā)展。
[0003]早在60年代初期，一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家就己經(jīng)開始了早期的關(guān)于光電檢測(cè)技術(shù)的研究工作15]，進(jìn)而逐步產(chǎn)業(yè)化，出現(xiàn)了例如ZyGo公司、安利公司、Opton公司、松下電器、三菱公司、Zeiss公司、Renishwa公司、Zamhach公司等,都有多種光電檢測(cè)技術(shù)類得產(chǎn)品先后投入到了國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)，且占取了極大份額。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電子技術(shù)、光電傳感器技術(shù)以及激光技術(shù)的迅猛發(fā)展，光電檢測(cè)技術(shù)逐漸向著高技術(shù)指標(biāo)、高性能的方向邁進(jìn)，標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、大眾化已經(jīng)成為了光電技術(shù)類產(chǎn)品的新特征。西方各發(fā)達(dá)的工業(yè)化國(guó)家不但非常重視光電檢測(cè)技術(shù)產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展步驟，而且在其相關(guān)的各個(gè)其他領(lǐng)域也投以了相當(dāng)大的關(guān)注目光，每年投入大量技術(shù)資金用以支持光電類技術(shù)的科研開發(fā)，其技術(shù)和產(chǎn)品在其國(guó)防科工領(lǐng)域的應(yīng)用可見一斑。經(jīng)過近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，就目前狀況來看，西方先進(jìn)國(guó)家的光電檢測(cè)技術(shù)的精度指標(biāo)已經(jīng)可以達(dá)到新的納米級(jí)水平。就該水平而言，拋幵軍工不說，光電子產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)值在以每年增長(zhǎng)10個(gè)百分點(diǎn)的速度遞增，幾乎覆蓋了整個(gè)國(guó)際市場(chǎng)。其主要技術(shù)產(chǎn)品是將光與電進(jìn)一步一體化，在光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)等多學(xué)科多技術(shù)相輔相成的基礎(chǔ)上，融入了更多的高新技術(shù)所派生出來的可實(shí)現(xiàn)多用途、多方位的新型光電子檢測(cè)技術(shù)器件。如CCD光電稱合器件、光電探測(cè)器、光幕稱合器、光纖稱合器等,技術(shù)成熟且依舊具有突破性，光電檢測(cè)技術(shù)在全球日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)下正在以突飛猛進(jìn)的速度發(fā)展和完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]1、本發(fā)明的目的。
[0005]本發(fā)明為了提高材料檢測(cè)系統(tǒng)的通用性和分辨率，擴(kuò)大監(jiān)測(cè)光譜，而提出了一種全息材料檢測(cè)系統(tǒng)。
[0006]2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案。
[0007]全息材料檢測(cè)系統(tǒng)，分別由光源、光學(xué)準(zhǔn)直整形系統(tǒng)、光學(xué)擴(kuò)束接收系統(tǒng)、CCD成像系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理等系統(tǒng)組成，LD半導(dǎo)體激光器作為光源，由光學(xué)整形系統(tǒng)和準(zhǔn)直系統(tǒng)對(duì)光源所發(fā)出的光束進(jìn)行整形修正，被加以修整過的光線以一定角度入射到待測(cè)透明材料的表面，經(jīng)由待測(cè)物體上下表面的兩次折射和兩次反射，再由光學(xué)擴(kuò)束系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)范圍的擴(kuò)束后入射到CCD的光敏面上將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由軟件及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，最后得到檢測(cè)對(duì)象的厚度結(jié)果。
[0008]更進(jìn)一步具體實(shí)施例中，光源采用He-Ne激光器作為一種靠激發(fā)氣體而發(fā)光的激光器。
[0009]更進(jìn)一步具體實(shí)施例中，LD的輸出功率通過功率控制模塊進(jìn)行數(shù)字化調(diào)制和模擬化調(diào)制或?qū)斎腚娏鞯姆椒ㄟM(jìn)行調(diào)制。
[0010]更進(jìn)一步具體實(shí)施例中，擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)采用四片透鏡形式，分別對(duì)應(yīng)于伽利略透鏡的物鏡和目鏡，實(shí)現(xiàn)將入射兩光線之間的距離擴(kuò)大四倍。
[0011 ] 更進(jìn)一步具體實(shí)施例中，光學(xué)準(zhǔn)直整形系統(tǒng)采用欄光法是通過兩個(gè)數(shù)值孔徑比較小的透鏡組合在一起利用二次成像的具體方法對(duì)一部分角度很大的光線進(jìn)行欄擋，以實(shí)現(xiàn)將橢圓光束切成圓形光束。
[0012]更進(jìn)一步具體實(shí)施例中，光學(xué)準(zhǔn)直整形系統(tǒng)采用柱面鏡法，通過柱面透鏡對(duì)垂直于光軸方向的光束仍保持其準(zhǔn)直的整形方法來進(jìn)行準(zhǔn)直整形。
[0013]更進(jìn)一步具體實(shí)施例中，光學(xué)準(zhǔn)直整形系統(tǒng)采用楔形棱鏡法是在不改變激光光束準(zhǔn)直性的前提下，利用一對(duì)楔形棱鏡可以定向并準(zhǔn)確的把光束擴(kuò)展或者壓縮到一定尺寸，每條出射光線的直徑由改變棱鏡間角度或者改變?nèi)肷涔獾慕嵌葋磉M(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0014]3、本發(fā)明的有益效果。
[0015]本發(fā)明以非接觸式測(cè)量激光全息掃描成像測(cè)系統(tǒng)，測(cè)量原理是以光的折、反射原理為基礎(chǔ)，進(jìn)而通過光學(xué)擴(kuò)束系統(tǒng)將通過被測(cè)物體表面出射的平行光線擴(kuò)束后投射到CCD上，由CCD連接計(jì)算機(jī)設(shè)備利用軟件處理得到接收到的兩光線間距讀數(shù)，最后通過計(jì)算機(jī)計(jì)算出實(shí)際的材料厚度，該系統(tǒng)的特點(diǎn)是:通用性強(qiáng)、分辨率高、檢測(cè)光譜范圍大，使非接觸式精確測(cè)量透明材料厚度目的得以實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
[0016]圖1全息材料檢測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1
全息材料檢測(cè)系統(tǒng)，分別由光源、光學(xué)準(zhǔn)直整形系統(tǒng)、光學(xué)擴(kuò)束接收系統(tǒng)、CCD成像系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理等系統(tǒng)組成，LD半導(dǎo)體激光器作為光源，由光學(xué)整形系統(tǒng)和準(zhǔn)直系統(tǒng)對(duì)光源所發(fā)出的光束進(jìn)行整形修正，被加以修整過的光線以一定角度入射到待測(cè)透明材料的表面，經(jīng)由待測(cè)物體上下表面的兩次折射和兩次反射，再由光學(xué)擴(kuò)束系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)范圍的擴(kuò)束后入射到CCD的光敏面上將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由軟件及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，最后得到檢測(cè)對(duì)象的厚度結(jié)果。光源采用He-Ne激光器作為一種靠激發(fā)氣體而發(fā)光的激光器。LD的輸出功率通過功率控制模塊進(jìn)行數(shù)字化調(diào)制和模擬化調(diào)制或?qū)斎腚娏鞯姆椒ㄟM(jìn)行調(diào)制。擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)采用四片透鏡形式，分別對(duì)應(yīng)于伽利略透鏡的物鏡和目鏡，實(shí)現(xiàn)將入射兩光線之間的距離擴(kuò)大四倍。
[0018]實(shí)施例2
與實(shí)施例1不同的是，光學(xué)準(zhǔn)直整形系統(tǒng)采用欄光法是通過兩個(gè)數(shù)值孔徑比較小的透鏡組合在一起利用二次成像的具體方法對(duì)一部分角度很大的光線進(jìn)行欄擋，以實(shí)現(xiàn)將橢圓光束切成圓形光束。
[0019]實(shí)施例3
與實(shí)施例1不同的是，光學(xué)準(zhǔn)直整形系統(tǒng)采用柱面鏡法，通過柱面透鏡對(duì)垂直于光軸方向的光束仍保持其準(zhǔn)直的整形方法來進(jìn)行準(zhǔn)直整形。
[0020]實(shí)施例4
與實(shí)施例1不同的是，光學(xué)準(zhǔn)直整形系統(tǒng)采用楔形棱鏡法是在不改變激光光束準(zhǔn)直性的前提下，利用一對(duì)楔形棱鏡可以定向并準(zhǔn)確的把光束擴(kuò)展或者壓縮到一定尺寸，每條出射光線的直徑由改變棱鏡間角度或者改變?nèi)肷涔獾慕嵌葋磉M(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0021]本發(fā)明以非接觸式測(cè)量激光全息掃描成像測(cè)系統(tǒng)，測(cè)量原理是以光的折、反射原理為基礎(chǔ)，進(jìn)而通過光學(xué)擴(kuò)束系統(tǒng)將通過被測(cè)物體表面出射的平行光線擴(kuò)束后投射到CCD上，由CCD連接計(jì)算機(jī)設(shè)備利用軟件處理得到接收到的兩光線間距讀數(shù)，最后通過計(jì)算機(jī)計(jì)算出實(shí)際的材料厚度，該系統(tǒng)的特點(diǎn)是:通用性強(qiáng)、分辨率高、檢測(cè)光譜范圍大，使非接觸式精確測(cè)量透明材料厚度目的得以實(shí)現(xiàn)。
[0022]上述實(shí)施例不以任何方式限制本發(fā)明，凡是采用等同替換或等效變換的方式獲得的技術(shù)方案均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種全息材料檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括光源、光學(xué)準(zhǔn)直整形系統(tǒng)、光學(xué)擴(kuò)束接收系統(tǒng)、CCD成像系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，LD半導(dǎo)體激光器作為光源，由光學(xué)整形系統(tǒng)和準(zhǔn)直系統(tǒng)對(duì)光源所發(fā)出的光束進(jìn)行整形修正，被加以修整過的光線以一定角度入射到待測(cè)透明材料的表面，經(jīng)由待測(cè)物體上下表面的兩次折射和兩次反射，再由光學(xué)擴(kuò)束系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行擴(kuò)束后入射到CCD的光敏面上將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由軟件及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，最后得到檢測(cè)對(duì)象的厚度結(jié)果。2..根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息材料檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:光源采用He-Ne激光器作為一種靠激發(fā)氣體而發(fā)光的激光器。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的全息材料檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:LD的輸出功率通過功率控制模塊進(jìn)行數(shù)字化調(diào)制和模擬化調(diào)制或?qū)斎腚娏鞯姆椒ㄟM(jìn)行調(diào)制。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息材料檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)采用四片透鏡形式，分別對(duì)應(yīng)于伽利略透鏡的物鏡和目鏡，實(shí)現(xiàn)將入射兩光線之間的距離擴(kuò)大四倍。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息材料檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:光學(xué)準(zhǔn)直整形系統(tǒng)采用欄光法是通過兩個(gè)數(shù)值孔徑比較小的透鏡組合在一起利用二次成像的具體方法對(duì)一部分角度很大的光線進(jìn)行欄擋，以實(shí)現(xiàn)將橢圓光束切成圓形光束。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息材料檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:光學(xué)準(zhǔn)直整形系統(tǒng)采用柱面鏡法，通過柱面透鏡對(duì)垂直于光軸方向的光束仍保持其準(zhǔn)直的整形方法來進(jìn)行準(zhǔn)直整形。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全息材料檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:光學(xué)準(zhǔn)直整形系統(tǒng)采用楔形棱鏡法是在不改變激光光束準(zhǔn)直性的前提下，利用一對(duì)楔形棱鏡可以定向并準(zhǔn)確的把光束擴(kuò)展或者壓縮到一定尺寸，每條出射光線的直徑由改變棱鏡間角度或者改變?nèi)肷涔獾慕嵌葋磉M(jìn)行調(diào)節(jié)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種全息材料檢測(cè)系統(tǒng)，包括光源、光學(xué)準(zhǔn)直整形系統(tǒng)、光學(xué)擴(kuò)束接收系統(tǒng)、CCD成像系統(tǒng)、信號(hào)采集系統(tǒng)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，LD半導(dǎo)體激光器作為光源，由光學(xué)整形系統(tǒng)和準(zhǔn)直系統(tǒng)對(duì)光源所發(fā)出的光束進(jìn)行整形修正，被加以修整過的光線以一定角度入射到待測(cè)透明材料的表面，經(jīng)由待測(cè)物體上下表面的兩次折射和兩次反射，再由光學(xué)擴(kuò)束系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)范圍的擴(kuò)束后入射到CCD的光敏面上將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，由軟件及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，最后得到檢測(cè)對(duì)象的厚度結(jié)果。
【IPC分類】G01B11/06, G01N21/01
【公開號(hào)】CN105526873
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410570088
【發(fā)明人】孟黎歌, 徐群歆
【申請(qǐng)人】蘇州研迪智能科技有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請(qǐng)日】2014年10月23日