CN204855406U - 熔石英亚表层微缺陷探测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种熔石英亚表层微缺陷探测装置，涉及光学器件领域。该熔石英亚表层微缺陷探测装置用于对放置于样品台上的样品进行损伤探测，包括激光器、成像系统、电子倍增电荷耦合元件和显示器，电子倍增电荷耦合元件和成像系统设置于同一直线，当该熔石英亚表层微缺陷探测装置工作时，所述激光器设置于激光能够直接照射至样品的位置，所述电子倍增电荷耦合元件与所述显示器电连接。激光照射到样品后，样品的亚表面缺陷会发出荧光，电子倍增电荷耦合元件接收到的样品发出的荧光图像，并将图像传送给显示器显示，这样，使用者便收集到样品的亚表层微缺陷的荧光图像，对样品的亚表层微缺陷做出判断，避免了对熔石英元件的损坏。

Description

熔石英亚表层微缺陷探测装置

技术领域

本实用新型涉及光学器件领域，具体而言，涉及一种熔石英亚表层微缺陷探测装置。

背景技术

在熔石英元件负载能力提升体系中，需要开展大量元件损伤性能评估工作。文献表明，熔石英光学元件亚表层微缺陷是引发激光损伤的根本原因，因此通过对熔石英亚表层微缺陷的精细探测与表征，同样可以评价光学元件的损伤性能。之前，常用的熔石英元件亚表层微缺陷探测的方式如，角度抛光法、化学腐蚀法、截面显微法等，都是通过一层一层的去除表面层，再利用光学显微镜进行探测而获得亚表面层微缺陷，这些方式一方面会影响熔石英亚表面微缺陷本身特性，另外并不是无损测试，会破坏熔石英光学元件，而这些元件大都价值不菲，这种方法对于控制科研及运行成本显然非常不利。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种熔石英亚表层微缺陷探测装置，以改善现有技术中评判元件质量、加工及预处理工艺的好坏，都是通过直接对元件进行损伤测试，而导致熔石英元件易损坏的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种熔石英亚表层微缺陷探测装置，用于评测放置于样品台上样品的激光损伤性能，包括激光器、成像系统、电子倍增电荷耦合元件、显示器，所述电子倍增电荷耦合元件和所述成像系统设置于同一直线，当该熔石英亚表层微缺陷探测装置工作时，所述激光器发出的激光直接照射至所述样品台上的样品，样品的亚表层微缺陷发出能使所述电子倍增电荷耦合元件采集的荧光，所述电子倍增电荷耦合元件与所述显示器电连接。

当该熔石英亚表层微缺陷探测装置工作时，激光器发出的激光直接照射至所述样品台上的样品，样品的亚表层微缺陷中的电子吸收光子能量跃迁到上能级态，处于上能级态的电子不稳定，经过辐射跃迁发出光子，即荧光，样品发出的荧光经成像系统传输到电子倍增电荷耦合元件，电子倍增电荷耦合元件接收到样品发出的荧光图像，将图像传送给显示器显示，这样，使用者便收集到来自显示器的样品的亚表层微缺陷的荧光图像，对样品的亚表层微缺陷做出判断。

优选的，上述熔石英亚表层微缺陷探测装置中，还包括所述样品台，所述样品台、所述电子倍增电荷耦合元件和所述成像系统位于同一直线，所述成像系统位于所述样品台和所述电子倍增电荷耦合元件之间。该熔石英亚表层微缺陷探测装置包括了样品台后，放置样品更加方便。

优选的，上述熔石英亚表层微缺陷探测装置中，所述成像系统包括物镜和目镜，所述物镜设置在靠近样品台的一端，所述目镜设置在靠近所述电子倍增电荷耦合元件的一端，所述物镜和所述目镜位于同一直线。物镜和目镜组是成像系统的主要部分，物镜和目镜的组合结构，能够将样品待测区域的图像清晰的放大，以满足测量要求。

优选的，上述熔石英亚表层微缺陷探测装置中，所述成像系统还包括用于吸收所述激光器的散射光的吸收滤色镜，所述吸收滤色镜设置于所述镜物镜与所述目镜之间。吸收滤色镜能够降低激发光源的散射光影响。

优选的，上述熔石英亚表层微缺陷探测装置中，还包括用于直接照射样品的白光光源。白光光源照射到样品，电子倍增电荷耦合元件能够拍摄到样品表面的明场图像，用于和上述荧光图像对照，分析熔石英亚表层微缺陷。

优选的，上述熔石英亚表层微缺陷探测装置中，所述激光器为紫外激光器。为了针对熔石英亚表层微缺陷的特定的激发波长，选用紫外激光器。

优选的，上述熔石英亚表层微缺陷探测装置中，所述紫外激光器到样品的光路之间还设置有聚焦透镜组。聚焦透镜组能够使得样品处激光功率更高，更强的荧光信号，易于亚表面微缺陷的探测，同时激光系统的准直性也更好。

优选的，上述熔石英亚表层微缺陷探测装置中，还包括防止激光进入人眼或灼伤皮肤的截止器，所述截止器位于激光照射到样品台上的样品后的反射光路上。该截止器能够防止激光器发射出的激光经过样品台上的样品反射后，进入人眼或灼伤皮肤。

相对于现有技术，本实用新型包括以下有益效果：

本实用新型提供的一种熔石英亚表层微缺陷探测装置，用于评测放置于样品台上样品的激光损伤性能，包括激光器、成像系统、电子倍增电荷耦合元件和显示器，所述电子倍增电荷耦合元件和所述成像系统设置于同一直线，以保证采集光路能够顺利的到达电子倍增电荷耦合元件，当该熔石英亚表层微缺陷探测装置工作时，激光器发出的激光直接照射至所述样品台上的样品，样品的亚表层微缺陷中的电子吸收光子能量跃迁到上能级态，处于上能级态的电子不稳定，经过辐射跃迁发出光子，即荧光，所以样品的亚表层微缺陷发出能使电子倍增电荷耦合元件采集的荧光，样品发出的荧光经成像系统传输到电子倍增电荷耦合元件，电子倍增电荷耦合元件接收到的样品发出的荧光图像，将图像传送给显示器显示，这样，使用者便收集到样品的亚表层微缺陷的荧光图像，对样品的亚表层微缺陷做出判断。

不但如此，由于激光是直接照射到样品上，样品的亚表层微缺陷接收到激光后，样品的亚表层微缺陷再发出荧光至电子倍增电荷耦合元件，即激发光路和采集光路分离，如此，能够避免物镜激发出荧光影响测试样品的效果。

使用本实用新型的熔石英亚表层微缺陷探测装置，能够在不损坏熔石英样品的条件下，对熔石英光学元件的激光损伤性能做出评估，解决了现有技术中通过对熔石英元件直接进行损伤测试来评判元件质量、加工工艺的好坏，而导致熔石英元件易损坏的问题。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的熔石英亚表层微缺陷探测装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的熔石英亚表层微缺陷探测装置的成像系统结构示意图。

其中附图标记汇总如下：

激光器101；电子倍增电荷耦合元件102；显示器103；样品台104；物镜105；吸收滤色镜106；目镜107；截止器108；聚焦透镜组109。

具体实施方式

光学科研领域经常用到熔石英元件，在熔石英元件负载能力提升体系中，需要开展大量元件损伤性能评估工作。文献表明，熔石英光学元件亚表层微缺陷是引发激光损伤的根本原因，因此通过对熔石英亚表层微缺陷的精细探测与表征，同样可以评价光学元件的损伤性能。之前，常用的熔石英元件亚表层微缺陷探测的方式如，角度抛光法、化学腐蚀法、截面显微法等，都是通过一层一层的去除表面层，再利用光学显微镜进行探测而获得亚表面层微缺陷，这些方式一方面会影响熔石英亚表面微缺陷本身特性，另外并不是无损测试，会破坏熔石英光学元件，而这些元件大都价值不菲，这种方法对于控制科研及运行成本显然非常不利。

鉴于上述情况，本实用新型提供了一种熔石英亚表层微缺陷探测装置，以改善现有技术中，评判元件质量、加工及预处理工艺的好坏，都是通过直接对元件进行损伤测试，而导致熔石英元件易损坏的问题。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

请参考图1和图2，本实施例提供的熔石英亚表层微缺陷探测装置，包括激光器101、成像系统、电子倍增电荷耦合元件102、显示器103以及样品台104，电子倍增电荷耦合元件102、成像系统以及样品台103依次设置于同一直线上，电子倍增电荷耦合元件102与103显示器电连接，当该熔石英亚表层微缺陷探测装置工作时，激光器101发出的激光直接照射至所述样品台104上的样品，即激光器101设置在激光器101发出的激光能够直接照射到样品的位置，为了达到对样品更好检测效果，在激光器101和样品台104之间可以设置聚焦透镜组109，聚焦透镜组109能够进一步提高激光器101发出激光在样品表面的功率和准直精度。

当样品受到激光的直接照射后，样品的亚表层微缺陷中的电子吸收光子能量跃迁到上能级态，处于上能级态的电子不稳定，经过辐射跃迁发出光子，即荧光，所以样品的亚表层微缺陷发出能使电子倍增电荷耦合元件102采集的荧光，样品发出的荧光经过成像系统传输到电子倍增电荷耦合元件102，电子倍增电荷耦合元件102接收到的样品发出的荧光图像，电子倍增电荷耦合元件102能够通过与显示器103的电连接，将采集的图像传送给显示器103显示，这样，使用者便收集到样品的肉眼不可分辨的亚表层微缺陷的荧光图像，对样品的亚表层微缺陷做出判断。

熔石英亚表层微缺陷发出的荧光非常微弱，普通的电荷耦合元件不能探测其荧光信号，所以本实用新型采用高灵敏度的电子倍增电荷耦合元件102。

由于激光是直接照射到样品上，样品的亚表层微缺陷接收到激光后，样品的亚表层微缺陷再发出荧光至电子倍增电荷耦合元件102，即激发光路和采集光路分离，如此，能够避免物镜激发出荧光影响对样品的测试效果，提高测试效果的准确度。

本实用新型的激光器101针对所测试熔石英样品是紫外激光器，当然根据测试样品的激发波长特性，激光器也可以是其他激光器，例如，红外激光器。

本实用新型实施例提供的熔石英亚表层微缺陷探测装置中，成像系统包括物镜105和目镜107，物镜105设置在靠近样品台104的一端，目镜107设置在靠近电子倍增电荷耦合元件102的一端，物镜105和所述目镜107位于同一直线，成像系统还可以包括吸收滤色镜106，吸收滤色镜106设置在物镜105与目镜107之间。物镜和目镜组是成像系统的主要部分，物镜和目镜的组合结构，能够将样品待测区域的图像清晰的放大，也是普通显微镜的主要部分。吸收滤色镜106能够吸收激光器101发出的激光的散射光，所以吸收滤色镜106能够降低激发光源的散射光影响。

本实用新型实施例的熔石英亚表层微缺陷探测装置，还包括白光光源(图中未示出)，白光光源发射出的白光能够直接照射到样品，样品受白光照射后，电子倍增电荷耦合元件102能够拍摄到样品表面的明场图像，明场图像用于和上述荧光图像对照，分析熔石英亚表层微缺陷，白光光源可以是氙灯。

优选的，为了防止激光器101发射出的激光经过样品台上的样品反射后，进入人眼或灼伤皮肤，本实施例的熔石英亚表层微缺陷探测装置，还包括截止器108，截止器108位于激光照射到样品台上的样品后的反射光路上。

综上所述，本实用新型提供的一种熔石英亚表层微缺陷探测装置，用于评测放置于样品台上样品的激光损伤性能，包括激光器、成像系统、电子倍增电荷耦合元件和显示器，所述电子倍增电荷耦合元件和所述成像系统设置于同一直线，以保证采集光路能够顺利的到达电子倍增电荷耦合元件，当该熔石英亚表层微缺陷探测装置工作时，激光器发出的激光直接照射至所述样品台上的样品，样品的亚表层微缺陷发出能使电子倍增电荷耦合元件采集的荧光，样品发出的荧光经成像系统传输到电子倍增电荷耦合元件，电子倍增电荷耦合元件接收到的样品发出的荧光图像，将图像传送给显示器显示，这样，使用者便收集到样品的亚表层微缺陷的荧光图像，对样品的亚表层微缺陷做出判断，能够在不损坏熔石英样品的条件下，对熔石英光学元件的激光损伤性能做出评估，解决了现有技术中通过对熔石英元件直接进行损伤测试来评判元件质量、加工工艺的好坏，而导致熔石英元件易损坏的问题。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

Claims (8)

1.一种熔石英亚表层微缺陷探测装置，用于评测放置于样品台上样品的激光损伤性能，其特征在于，包括激光器、成像系统、电子倍增电荷耦合元件和显示器，所述电子倍增电荷耦合元件和所述成像系统设置于同一直线，当该熔石英亚表层微缺陷探测装置工作时，所述激光器发出的激光直接照射至所述样品台上的样品，样品的亚表层微缺陷发出能使所述电子倍增电荷耦合元件采集的荧光，所述电子倍增电荷耦合元件与所述显示器电连接。

2.根据权利要求1所述的熔石英亚表层微缺陷探测装置，其特征在于，还包括所述样品台，所述样品台、所述电子倍增电荷耦合元件和所述成像系统位于同一直线，所述成像系统位于所述样品台和所述电子倍增电荷耦合元件之间。

3.根据权利要求1或2所述的熔石英亚表层微缺陷探测装置，其特征在于，所述成像系统包括物镜和目镜，所述物镜设置在靠近所述样品台的一端，所述目镜设置在靠近所述电子倍增电荷耦合元件的一端，所述物镜和所述目镜位于同一直线。

4.根据权利要求3所述的熔石英亚表层微缺陷探测装置，其特征在于，所述成像系统还包括用于吸收所述激光器的散射光的吸收滤色镜，所述吸收滤色镜设置于所述物镜与所述目镜之间。

5.根据权利要求4所述的熔石英亚表层微缺陷探测装置，其特征在于，还包括用于直接照射样品的白光光源。

6.根据权利要求5所述的熔石英亚表层微缺陷探测装置，其特征在于，所述激光器为紫外激光器。

7.根据权利要求6所述的熔石英亚表层微缺陷探测装置，其特征在于，所述紫外激光器到样品的光路之间还设置有聚焦透镜组。

8.根据权利要求7所述的熔石英亚表层微缺陷探测装置，其特征在于，还包括防止激光进入人眼或灼伤皮肤的截止器，所述截止器位于激光照射到样品台上的样品后的反射光路上。