专利名称：平板有色玻璃滤光片均匀性的检测装置和方法
技术领域：
本发明涉及玻璃，特别是一种平板有色玻璃滤光片均勻性的检测装置和方法。
背景技术：
在高功率激光及一般的激光研究中，激光具有较高的峰值功率和能量密度。在对激光参数进行诊断的过程中，需要对取样光束进行一定比例的衰减以满足测量设备的输入范围需求，不同型号的有色玻璃对不同波长的激光具有特定的透射系数，常用于对被测光束进行强度衰减；同时，特定的有色玻璃还用于隔离自然光及其他非被测光。在有色玻璃用于激光参数测量中时，特别是用于空间参数的诊断时，为了避免有色玻璃滤光片引入额外的光强调制，需要采用光学性能均勻的有色玻璃滤光片。有色玻璃滤光片的不均勻性主要包括加工过程中引入的内部应力不均勻性，导致光学性能不均勻；杂质及其他不均勻性。 因此需要对用于激光参数测量的平板有色玻璃滤光片进行均勻性检测，筛选出满足需要的样品。
发明内容
本发明所要解决的主要问题，是提供一种平板有色玻璃滤光片均勻性的检测装置和方法，以实现对平板有色玻璃滤光片均勻性的快速检测。本发明的技术解决方案如下
一种平板有色玻璃滤光片均勻性的检测装置，包括半导体激光器，其特点在于沿所述的半导体激光器输出的激光方向依次是同光轴的扩束器、样品夹持器、成像透镜和CCD探测器，所述的CCD探测器位于所述的成像透镜的焦平面，所述的CCD探测器的输出端接显示器的输入端，所述的样品夹持器供待测的平板有色玻璃滤光片夹持。所述的样品夹持器为可调的同轴透镜座。为了便于观察测量图像，所使用的半导体激光器波长应在平板有色玻璃的高透光谱区域；样品夹持器，由于使用的有色平板一般加工为圆形，采用可调同轴透镜座作为样品夹持器，成像镜头将样品平面成像在所述的CCD探测器表面，输入显示器上显示，以监测透射率的均勻性。利用所述的平板有色玻璃滤光片均勻性的检测装置进行平板有色玻璃滤光片均勻性的检测方法，其特点在于该方法包括下列步骤
①将待测的平板有色玻璃滤光片，简称为样品置于所述的样品夹持器上；
②开启半导体激光器，使在所述的显示器上观察到所述的样品的像；
③垂直光轴横向移动所述的样品时，在显示器上观察到随样品移动的明暗带纹、小暗斑或者亮斑随样品横向移动，则表明所述的样品透过率不均勻；当显示器上观察不到明暗带纹、小暗斑或者亮斑的随样品横向移动，则样品是均勻的。本发明采用横向移动样品的方法，区分样品不均勻性和光束不均勻性。虽然半导体激光器具有稳定均勻的输出，在插入样品前，由于激光器的局部不均勻性及成像系统光学元件的不均勻性，监视器上还是会观察到一些瑕疵点及光强不均勻区域。插入样品后并横向移动样品，显示屏上可以观察到随样品移动的缺陷，如有内部应力，会出现一条沿应力方向分布的明暗带纹，如有一些小暗斑或者亮斑随样品横向移动，这些结构表明透过率不均勻。该发明采用可调同轴透镜座作为夹持样品的机构，可以快速方便地安装及拆卸样品，由于检测光束不需要严格垂直入射样品，所以样品装夹机构不需要复杂的调节机构。
图1是本发明平板有色玻璃滤光片均勻性的检测装置示意图
图中1-半导体激光器；2-扩束准直器；3-可调同轴透镜座；4-样品；5-成像透镜； 6-CXD探测器；7-显示器。
具体实施例方式下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。图1是本发明平板有色玻璃滤光片均勻性的检测装置示意图，由图可见，本发明平板有色玻璃滤光片均勻性的检测装置，包括半导体激光器1，沿所述的半导体激光器1输出的激光方向依次是同光轴的扩束准直器2、样品夹持器3、成像透镜5和CCD探测器6，所述的CCD探测器6位于所述的成像透镜5的焦平面，所述的CCD探测器6的输出端接显示器7，所述的样品夹持器3供待测的平板有色玻璃滤光片4夹持。所述的样品夹持器3为可调的同轴透镜座。利用上述的装置进行平板有色玻璃滤光片均勻性的检测方法，其特征在于该方法包括下列步骤
①将待检测的平板有色玻璃滤光片，以下简称为样品4置于所述的样品夹持器3上；
②开启所述的半导体激光器1，适当调整光路，使在所述的显示器7上观察到所述样品的像；
③垂直光轴横向移动所述的样品时，在显示器7上观察到明暗带纹、小暗斑或者亮斑的随样品横向移动，则表明所述样品的透过率不均勻；当显示器7上观察不到明暗带纹、小暗斑或者亮斑的随样品横向移动，则该样品是均勻的。根据待测有色玻璃滤光片的透射光谱范围，选择相应的半导体激光器1，使半导体激光器发出的激光能够透过10%以上能量。以上海有色玻璃厂生产的用于截止自然可见光的牌号为HWB760红外透射可见吸收玻璃为例，厚度为3mm，对700nm以下波长截止，760nm 处透射率T>85%，800nm以上透射率达到90%，选择Photoptech公司DPIR-3050半导体激光器作为检测光源，工作中心波长1064nm，输出功率50mW。半导体激光器1发出的激光经过扩束器2后，获得与待测样品4 口径相当的光束。以30mm 口径样品为例，需将Imm 口径激光放大到20-40mm 口径，对检测光的准直性没有严格要求。将样品4夹持在可调同轴透镜座3上，该可调同轴透镜座适用于5-50mm 口径样品夹持，由于一般的有色玻璃滤光片小于 50mm 口径，所以该可调同轴透镜座满足实验室一般需求。经过有色玻璃滤光片调制的检测光经镜头5成像在CXD探测器6的光敏面上，经CXD探测器6采集后并在显示器7上显示，供工作人员观察。需要注意的是必须将样品4的后表面清晰地成像在CCD探测器6的光敏面上，才能够观察到有色玻璃滤光片的非均勻性细节。水平来回移动可调同轴透镜座3，可以在显示器7上观察到样品4的影像。如果样品4是理想的，无内部应力及坏点等瑕疵，那么CXD探测器6视场内的区域在有无样品通过两种情况下的对比度不会改变。如果有改变， 说明有瑕疵存在。在移动样品时，那些随样品移动而移动的影像区域就是样品瑕疵区域。可通过多次往返移动判定瑕疵形貌及严重程度，进而筛选出比较均勻的有色玻璃滤光片。
权利要求
1.一种平板有色玻璃滤光片均勻性的检测装置，包括半导体激光器(1)，其特征在于 沿所述的半导体激光器(1)输出的激光方向依次是同光轴的扩束准直器(2)、样品夹持器 (3)、成像透镜(5)和CXD探测器(6)，所述的CXD探测器(6)位于所述的成像透镜(5)的焦平面，所述的CCD探测器(6)的输出端接显示器(7)，所述的样品夹持器(3)供待测的平板有色玻璃滤光片(4)夹持。
2.根据权利要求1所述的平板有色玻璃滤光片均勻性的检测装置，其特征在于所述的样品夹持器(3)为可调的同轴透镜座。
3.利用权利要求1所述的装置进行平板有色玻璃滤光片均勻性的检测方法，其特征在于该方法包括下列步骤①将待检测的平板有色玻璃滤光片，以下简称为样品(4)置于所述的样品夹持器(3)上；②开启所述的半导体激光器(1)，适当调整光路，使在所述的显示器(7)上观察到所述样品的像；③垂直光轴横向移动所述的样品(4)时，在显示器(7)上观察到明暗带纹、小暗斑或者亮斑的随样品横向移动，则表明所述样品(4)的透过率不均勻；当显示器(7)上观察不到明暗带纹、小暗斑或者亮斑的随样品横向移动，则该样品(4)是均勻的。
全文摘要
一种平板有色玻璃滤光片均匀性的检测装置和方法，装置包括半导体激光器，沿该半导体激光器输出的激光方向依次是同光轴的扩束器、样品夹持器、成像透镜和CCD探测器，所述的CCD探测器位于所述的成像透镜的焦平面，所述的CCD探测器的输出端接显示器的输入端，所述的样品夹持器供待测的平板有色玻璃滤光片夹持。本发明通过横向移动待测平板有色玻璃滤光片获得动态图像，从而判断有色玻璃滤光片的非均匀性。本发明装置结构简单，测量方法简便，检测效果理想，可用于批量检测。
文档编号G01M11/02GK102353526SQ20111019683
公开日2012年2月15日 申请日期2011年7月14日 优先权日2011年7月14日
发明者刘崇, 唐顺兴, 朱宝强, 欧阳小平, 黄奎喜 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所