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专利号: 2010102717913
申请人: 西安工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种光学表面亚表层损伤测量装置,其特征在于:包括激光光源(1),依次放在激光光源(1)发射端的准直扩束镜(2)和分光比为1:1的分光镜(3),准直扩束镜(2)中设置有发射端滤波针孔(11);在分光镜(3)的透射侧光路上设置有接收端聚光镜(10)和针孔光电探测器(9),在分光镜(3)的反射侧光路上设置有X、Y二维电控平面扫描振镜(4)、测量显微物镜(5)和Z向压电微位移扫描平台(6);所述针孔光电探测器(9)通过信号初级处理及传输模块(8)、表面反射光计算处理模块(7)与控制显示模块(12)连接,Z向压电微位移扫描平台(6)也与控制显示模块(12)连接。

2.根据权利要求1所述的一种光学表面亚表层损伤测量装置的测量方法是:利用亚表层损伤对入射光的散射性质,通过激光扫描共聚焦显微系统及样品表面反射信号抑制模块,来实现光学表面亚表层损伤的非破坏性定量测量。

3.根据权利要求2所述的一种光学表面亚表层损伤测量装置的测量方法,其特征在于:依次包括下列步骤;

步骤一:将被测样品设置于Z向压电微位移扫描平台(6)上,被测表面向上,测得样品表面的纵向扫描响应信号曲线;

步骤 二:按照几 何成像 关系,将探测 针孔(5)关于 共焦光 路成像 于被测样品表面,结合石英玻璃的折射率和实际探测端针孔尺寸,按照公式 计算理想表面反射信号随扫描位置改变的变化曲线;

公式 ~ 分别是公式 中不同变量的计算公式,其中 为入射光的总功率, 为被测表面的反射率,为 探测针孔直径, 为探测针孔关于共聚焦系统的共轭高, 为测量端显微物镜的工作距离, 为探测端显微物镜的工作距离, 为扫描位置距离理想聚焦点距离, 为可进入光电探测器的表面反射光立体角范围, 为测量端显微物镜数值孔径所对应的立体角。

4.步骤三:将步骤一中实测的样品信号,与步骤二中计算的理想曲线最高点统一,去除步骤一曲线中表面以上部分信号,然后对应位置相减,得到高信噪比的亚表层信号;

步骤四:将样品的扫描扩展至三维区域,重复上述操作,获得被测区域的亚表面损伤层信息;

步骤五:利用等高线法重构出被测样品亚表层损伤的三维分布。