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CN110346381B - 一种光学元件损伤测试方法及装置 - Google Patents

一种光学元件损伤测试方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及光学元件损伤测试技术领域，尤其涉及一种新型光学元件损伤测试方法及装置。根据泵浦光获取成像光源一、成像光源二和成像光源三；由所述成像光源一生成元件表面损伤图像；由所述成像光源二生成元件表面图像；由所述成像光源三生成多张元件表面细节图像；根据所述元件表面损伤图像、所述元件表面图像、所述元件表面细节图像生成元件损伤整体图，并对所述元件损伤整体图上的损伤部位进行标记显示。本发明不仅能够清晰的区分出光学元件表面异物或损伤，而且能够得到详细的损伤区分图，降低对光学元件的维护困难程度，减少光学元件的维护成本。

Description

一种光学元件损伤测试方法及装置
技术领域
本发明涉及光学元件损伤测试技术领域，尤其涉及一种光学元件损伤测试方法及装置。
背景技术
光学元件是光学系统的基本组成单元，大部分光学元件起成像的作用，广泛应用于显微镜、高能激光系统以及光电系统中，光学元件造价高昂却非常脆弱；在日常使用中，光学元件不仅会接触灰尘、水汽和皮肤油脂等污染物，还会在使用过程中因为磨损等原因而直接造成永久性损伤；维护人员需要根据光学元件的损伤类别进行不同的处理方法，而在对拆卸下的光学元件进行维护的过程中，很难对光学元件进行表面的损伤进行有效的辨别，更不能得到详细的损伤分布图，导致使用中光学元件的维护特别困难，维护成本特别大。
为此，我们提出一种光学元件损伤测试方法及装置来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种光学元件损伤测试方法及装置。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种光学元件损伤测试方法，所述方法包括：
S01：由单一光源泵浦光通过转换模块同时获取成像光源一、成像光源二和成像光源三；
S02：由第一生成模块根据所述成像光源一生成元件表面损伤图像；
S03：由接收CCD一根据所述成像光源二生成元件表面图像；
S04：由接收CCD二根据所述成像光源三生成多张元件表面细节图像；
S05：由图像生成模块根据所述元件表面损伤图像、所述元件表面图像、所述元件表面细节图像生成元件损伤整体图，并对所述元件损伤整体图上的损伤部位进行标记显示。
其中，所述成像光源一包括两束泵浦光，且两束泵浦光分别从待测光学元件的两端同时射入，系统根据所述两束泵浦光的反射情况生成所述元件表面损伤图像；
其中，所述成像光源二为所述泵浦光通过分光装置得到的，所述成像光源二经过反射成像后，系统根据所述成像光源二的反射成像生成所述元件表面图像；
其中，所述成像光源三为所述泵浦光通过分光装置和聚焦装置后生成的，所述成像光源三经过反射成像后，系统根据所述成像光源三的反射成像生成所述元件表面细节图像。
进一步地，所述装置包括：成像光源生成模块：根据泵浦光获取成像光源一、成像光源二和成像光源三；
第一生成模块：由所述成像光源一生成元件表面损伤图像；
第二生成模块：由所述成像光源二生成元件表面图像；
第三生成模块：由所述成像光源三生成多张元件表面细节图像；
图像生成模块：根据所述元件表面损伤图像、所述元件表面图像、所述元件表面细节图像生成元件损伤整体图，并对所述元件损伤整体图上的损伤部位进行标记显示。
进一步地，所述成像光源生成模块包括多个分光片、聚焦装置、和正透镜，所述成像光源生成模块将泵浦光分割成所述成像光源一、所述成像光源二和所述成像光源三。
附图说明
图1为实施例1的流程图；
图2为实施例2的模块图；
图3为实施例1的结构示意图；
图4为实施例1中元件表面图像的生成示意图；
图5为实施例1中元件表面细节图像的生成示意图。
图中：1泵浦光源、2分光片一、3反射片二、4分光片二、5分光片三、6待测元件、7聚焦装置、8激光放大器、9反射片三、10转动装置、11反射片四、12接收CCD一、13接收CCD二、14正透镜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“正面”、“背面”、“竖直”、“横向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
实施例1
本实施例提供一种光学元件损伤测试方法，如图1所示，该方法包括以下步骤：
S01：根据泵浦光获取成像光源一、成像光源二和成像光源三；
泵浦光为纳秒光源，例如，中心波长为527nm，脉冲宽度为150PS，再例如，中心波长为1053nm，宽度为10ns；
具体地，根据泵浦光获取成像光源一、成像光源二和成像光源三包括：由单一光源泵浦光通过转换模块同时获取成像光源一、成像光源二和成像光源三；
转换模块为多组，多组转换模块提供多组成像光源一、成像光源二和成像光源三，每组转换模块包括分光片一2、反射片二3、分光片二4和分光片三5。
S02：由成像光源一生成元件表面损伤图像；
具体地，成像光源一包括两束泵浦光，且两束泵浦光分别从待测光学元件的两端同时射入，系统根据两束泵浦光的反射情况生成元件表面损伤图像；
以其中一组转换模块为例进行说明，一束泵浦光通过分光片一2后分为两束光，其中一束光通过反射片二3与另一束光平行；两束平行光分别通过分光片二4和分光片三5从两侧进入待测元件6中，上述两束光在待测元件6中进行全反射，若待测元件6的表面存在损伤，则会在全反射图像中显示出来，由此，第一生成模块011根据上述两束平行光的全反射的轨迹生成元件表面损伤图像。
S03：由成像光源二生成元件表面图像；
具体地，成像光源二为泵浦光通过分光装置得到的，成像光源二经过反射成像后，系统根据成像光源二的反射成像生成元件表面图像；
分光装置衔接上述转换模块中的分光片三5，由分光片三5分出的未进入待测元件内部的那束光进入激光放大器8进行功率增强得到成像光源二，成像光源二经过反射片四11反射到待测元件表面，接收CCD一12对由待测元件表面反射的光进行成像，生成元件表面图像，并将该元件表面图像传输到图像生成模块；
S04：由成像光源三生成多张元件表面细节图像；
具体地，成像光源三为泵浦光通过分光装置和聚焦装置后生成的，成像光源三经过反射成像后，系统根据成像光源三的反射成像生成元件表面细节图像；
生成成像光源三的分光装置衔接上述转换模块中的分光片二4，由分光片二4分出的未进入待测元件内部的那束光进入聚焦装置7进行聚焦，将聚焦后的光线通过反射片三9，反射片三9前方设置有正透镜，聚焦后的光线通过该正透镜之后生成平行的成像光源三，成像光源三经过反射片三9反射到待测元件表面的局部，接收CCD二13对由待测元件表面局部反射的光进行成像，生成元件表面细节图像，并将该元件表面图像传输到图像生成模块；反射片三9外部设置有转动装置10，通过转动装置10调节反射片三9的反射角度，以生成多个元件表面细节图像；转动装置10可以为手动转动调节装置也可以为计算机控制的自动转动调节装置；
CCD一12与CCD二13相机的分辨率是10000*7100像素点、对(100-400)*(100-400)光学元件的分辨率达到几十纳米级别，能够精确的识别光学元件表面的损伤和污渍。
S05：根据元件表面损伤图像、元件表面图像、元件表面细节图像生成元件损伤整体图，并对元件损伤整体图上的损伤部位进行标记显示；
图像处理装置将生成的元件表面损伤图像与元件表面图像进行叠加以得到可去除污渍的分布初步图像，将可去除污渍的分布初步图像与生成元件损伤整体图进行比对，生成可去除污渍的分布图像，同时将生成的可去除污渍分布图像、元件表面损伤图像、元件表面图像与元件表面细节图像呈现。
实施例2
本实施例提供一种光学元件损伤测试装置，如图2所示，该装置包括成像光源生成模块、第一生成模块、第二生成模块、第三生成模块和图像生成模块，具体地：
成像光源生成模块根据泵浦光获取成像光源一、成像光源二和成像光源三；
具体地，成像光源生成模块包括多个分光片、聚焦装置、和正透镜，成像光源生成模块将泵浦光分割成成像光源一、成像光源二和成像光源三。
第一生成模块根据成像光源一生成元件表面损伤图像；
第二生成模块根据成像光源二生成元件表面图像；
第三生成模块根据成像光源三生成多张元件表面细节图像；
图像生成模块根据元件表面损伤图像、元件表面图像、元件表面细节图像生成元件损伤整体图，并对元件损伤整体图上的损伤部位进行标记显示；
进一步说明，上述固定连接和固定安装，除非另有明确的规定和限定，否则应做广义理解，例如，可以是焊接，也可以是胶合，或者一体成型设置等本领域技术人员熟知的惯用手段。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种光学元件损伤测试方法，其特征在于，所述方法包括：
S01：由单一光源泵浦光通过转换模块同时获取成像光源一、成像光源二和成像光源三；
S02：由第一生成模块根据所述成像光源一生成元件表面损伤图像；
S03：由接收CCD一根据所述成像光源二生成元件表面图像；
S04：由接收CCD二根据所述成像光源三生成多张元件表面细节图像；
S05：由图像生成模块根据所述元件表面损伤图像、所述元件表面图像、所述元件表面细节图像生成元件损伤整体图，并对所述元件损伤整体图上的损伤部位进行标记显示；
其中，所述成像光源一包括两束泵浦光，且两束泵浦光分别从待测光学元件的两端同时射入，系统根据所述两束泵浦光的反射情况生成所述元件表面损伤图像；
其中，所述成像光源二为所述泵浦光通过分光装置得到的，所述成像光源二经过反射成像后，系统根据所述成像光源二的反射成像生成所述元件表面图像；
其中，所述成像光源三为所述泵浦光通过分光装置和聚焦装置后生成的，所述成像光源三经过反射成像后，系统根据所述成像光源三的反射成像生成所述元件表面细节图像。
2.一种光学元件损伤测试装置，其特征在于，所述装置包括：
成像光源生成模块：根据泵浦光获取成像光源一、成像光源二和成像光源三；
第一生成模块：由所述成像光源一生成元件表面损伤图像；
第二生成模块：由所述成像光源二生成元件表面图像；
第三生成模块：由所述成像光源三生成多张元件表面细节图像；
图像生成模块：根据所述元件表面损伤图像、所述元件表面图像、所述元件表面细节图像生成元件损伤整体图，并对所述元件损伤整体图上的损伤部位进行标记显示。
3.根据权利要求2所述的一种光学元件损伤测试装置，其特征在于，所述成像光源生成模块包括多个分光片、聚焦装置、和正透镜，所述成像光源生成模块将泵浦光分割成所述成像光源一、所述成像光源二和所述成像光源三。
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