驱动器终端光学组件损伤在线检测技术

为了获得最高的工作效率,激光驱动器被设计使用于光学元件的损伤阈值附近.不可避免地产生高通量密度下的元件损伤,及时掌握元件损伤情况关系到工作人员和装置的安全,损伤在线检测技术研究具有重要意义.介绍了光学元件损伤在线检测系统的工作原理,针对驱动器终端光学组件的特点,确定了明场成像损伤在线检测的技术路线.利用设计搭建的实验系统成功获取了神光Ⅲ原型装置Ⅰ型终端打靶透镜、倍频晶体,以及引导反射镜的损伤图像.实验系统横向分辨率为0.13 mm,纵向定位精度为30 mm,损伤图像清晰可辨,满足检测要求.研究结果为该技术的工程应用提供了技术支撑.     

ICF终端光学元件损伤在线检测装置的研究

终端光学元件是惯性约束聚变（ICF）系统最重要的组成部分之一。文中针对ICF系统中终端光学元件损伤的高精度、高效率检测问题,对光学元件损伤在线检测技术进行了研究,以神光-Ⅲ原型装置终端光学元件为检测对象设计了光学元件损伤在线检测系统。针对终端光学元件的排布特点及其检测要求,利用CODEV软件设计了高分辨率变焦距望远光学系统;根据终端光学元件在靶室中的分布位置,设计了相应的对准及定位系统,实现了对球体空间排布的大尺寸光学元件组的远距离、高精度、实时快速检测。模拟ICF靶场环境进行了离线仿真实验,实验表明:系统的MTF曲线在68 lp/mm大于0.4,80%能量分布在22像元内。在1.8~2.8 m的工作距离下,检测装置对300 mm300 mm视场范围内60 m以上的损伤点可以通过图像处理方法进行分辨,160 m以上的损伤点可以进行精确测量;姿态调整系统各运动环节运行精度均优于13 arc sec,满足检测要求。     

基于多光谱技术的光学元件表面疵病检测

为实现对光学元件表面疵病的精确测量和计数,提出了一种基于多光谱技术的光学元件表面疵病检测方法,该方法采用不同波长的入射光源均匀照明光学元件表面,通过暗场显微成像系统获得不同波长下的表面疵病图像。基于该方法研制了多光谱光学元件表面疵病检测系统,获得了365,405,436,486,550nm单波长光以及白光照明条件下光学样品表面疵病和标准样品图形的检测实验结果。实验结果表明,相比传统的白光照明检测技术,多光谱检测技术根据不同的材料性质选用不同波长的光作为入射光源,可以明显提高系统对光学元件表面疵病的检测能力,不仅可以提高测量精度,而且可以获取白光照明下无法检测到的疵病信息。     

光学元件面形的环路径向剪切干涉检测方法研究

提出了将环路径向剪切干涉(CRSI,Cyclic Radial Shearing Interferometry)术应用于光学元件面形检测的新方法.设计了基于环路径向剪切干涉检测光学元件面形的光路系统.根据环路径向剪切干涉法的波前重建算法,模拟计算了任意波前的重建情况,同时在基于开普勒望远系统的环路径向剪切干涉仪上实际测量了一个已知光学元件的面形.结果表明,文中提出的波前重建算法和采用的光路系统可用于实际光学元件面形的准确检测,系统的重复性也得到了研究.     

非球面光学表面缺陷检测技术现状和发展趋势(特邀)

非球面光学元件具有更大的自由度和灵活性,广泛应用在航空航天、微电子装备、光学精密测量、激光光学等诸多领域。光学元件表面缺陷将影响光学系统性能,而表面缺陷控制需要相应检测手段,高分辨率、高精度、高效率光学表面缺陷检测仍存在技术挑战。文中综述了光学元件表面缺陷类别、评价标准及检测方法,重点探讨了非球面光学元件表面缺陷检测技术及其应用范围,分析比较了各种方法的优缺点,最后对表面缺陷检测技术发展趋势进行了展望。     

基于区域增长的电路板元件检测算法

分析了在微电子表面组装技术(SMT)中应用的自动光学检测(AOI)技术与系统的基本原理以及目前存在的问题,提出了一种基于区域增长法求图像边界的检测算法.这种算法首先用区域增长法求出元件的边界矩阵,然后根据此边界矩阵的霍夫变换得出的矢量图与系统内部的标准电路元件模型进行匹配.文章中给出了算法的实现代码以及运行实例.     

基于光学干涉法的光学元件表面粗糙度检测技术

为实现光学元件表面微小粗糙度的精准、详细检测,研究基于光学干涉法的光学元件表面粗糙度检测技术。该技术采用基于集成光学干涉成像技术对光学元件表面干涉成像,通过改进的Niblack二值化算法提取元件表面干涉图像条纹信息,并基于节点迭代的去毛刺方法细化处理干涉条纹,利用最小二乘方法拟合干涉条纹,获取最小二乘拟合直线得出评定基准,建立评定表面粗糙度的高度参数和间距参数的数学模型,完成粗糙度检测。测试结果显示:该技术干涉成像能力较强,生成的光学透镜元件干涉图像弧度与边缘较为清晰,可有效去除干涉条纹毛刺,检测光学元件表面粗糙度时的真正类率最大数值已达到1.0。     

光学元件亚表面损伤检测技术研究现状

在传统光学加工过程中产生的亚表面损伤(SSD)会降低光学元件的使用性能和寿命,需要对其亚表面损伤进行检测从而在加工过程中加以控制.从破坏性和非破坏性检测方法两方面概括性地分析了光学元件亚表面损伤的检测技术,对各种检测方法进行了分析和讨论,并指出了各种方法的优缺点.指出了国内的亚表面损伤检测技术与国际先进水平相比存在的差...     

基于多特征组合的光学元件表面疵病检测

采用目前方法对光学元件表面疵病检测时,由于没有利用光谱原理技术来获取光学元件的表面图像,导致检测方法的检测精度低、图像清晰度低、准确率低和判别正确率低,因此,提出基于多特征组合的光学元件表面疵病检测方法.首先利用光谱原理获取光学元件表面的图像,再结合高斯平滑曲线进行去噪预处理,采用Plessey算法进行角点的提取和匹配完成图像的拼接融合,之后再进行疵病的特征提取,计算疵病所占面积,从而完成光学元件表面疵病检测.实验结果表明,所提方法的检测精度高、图像清晰度高、准确率高和判别正确率高.     

自由曲面光学的超精密加工技术及其应用

突破传统光学成像系统设计理论和方法,将自由曲面引入光学成像系统中,极大地提高了系统的成像质量和能量的传输效率;采用先进数控超精密制造技术加工自由曲面光学元件,解决了自由曲面光学元件加工的技术瓶颈.开发了自由曲面控制网格的节点矢量的精确计算方法,以及多轴超精密数控加工光学自由曲面的自动编程及其刀具轨迹仿真系统,建立了自由曲面三维拓扑预测模型与优化系统,研发了多个自由曲面测量及评估方法,并搭建了自由曲面光学设计、加工、测试一体化的集成平台.上述核心技术有助解决国际上对复杂自由曲面光学元件在超精密加工及纳米级表面测量中的关键技术难题.研究成果推动了超精密加工及纳米测量领域内的技术进步.     

光学元件损伤的暗场检测方法研究

基于菲涅耳衍射理论与4f系统的傅立叶变换性质,研究了光学系统中多元件存在损伤时,其它元件的损伤对被测光学元件损伤的暗场检测影响。通过对不同种类、不同尺度及不同距离的典型损伤频谱特征的计算和实验研究发现,当其它元件距离被测元件足够远或损伤尺度足够大时,它们的暗场强度分布不会影响被测元件上的损伤检测,这对强激光系统的光学元件损伤检测有参考意义。     

基于OTDR分布式光纤的海底管道安全检测

提出了一种基于OTDR的分布式光纤传感系统的海底管道安全检测技术,分析了检测系统的组成工作原理,阐述了检测系统定位结构和方法,通过注入脉冲与接收到的信号之间的时间延迟得到扰动的位置。理论分析和测试结果表明,该测试系统具有较高的稳定性和定位精度。     

一种改进的红外焦平面阵列盲元检测算法

红外探测器受材料和工艺限制存在盲元,降低了红外成像系统的图像质量,影响目标检测系统的检测概率和虚警率。有效、实时检测盲元并进行补偿至关重要。本文根据盲元在图像中与周围点的奇异性,利用图像目标检测的方法进行盲元检测;同时利用盲元的时间特性,将盲元与图像中的点目标区分开;最终实现高检测率,低虚检率的有效盲元检测算法。     

AOI系统在PCB中的应用

针对PCB制造过程中的缺陷,主要介绍自动光学检测(AOI)系统的作用、工作原理、生产流程、主要组成部分及主要技术模块。     

Thermomechanical Reliability Study of Flip Chip Solder Bumps: Using Laser Ultrasound Technique and Finite Element Method

Current techniques for nondestructive quality evaluation of solder bumps in electronic packages are either incapable of detecting solder bump cracks, or unsuitable for in-line inspection due to high cost and low throughput. As an alternative, a solder bump inspection system is being developed at Georgia Institute of Technology using laser ultrasound and interferometric techniques . This system uses a pulsed Nd:YAG laser to induce ultrasound in electronic packages in the thermoelastic regime; it then measures the transient out-of-plane displacement responses on the package surfaces using laser interferometric technique. The quality of solder bumps in electronic packages is evaluated by analyzing the transient responses. This paper presents a systematic study on thermomechanical reliability of flip chip solder bumps using laser ultrasound–interferometric inspection technique and finite element (FE) method. The correlation between the failure parameter extracted from FE simulation for evaluating solder bump reliability and quality degradation characterization of solder bumps through noncontact, nondestructive laser ultrasound testing has also been investigated.      

利用光外差检测技术的光纤温度传感器

本文报导以频率稳定的纵向塞曼激光器为光源,高度内禀双折射偏振保持光纤为传感元件,并利用光外差检测技术而制作的温度传感器。理论分析了实验系统工作机理,并给出系统主要性能参数。     

基于CCD的列车轮对在线检测系统的应用研究

列车轮对对列车的安全运行至关重要,分析了国内外轮对检测技术的现状,提出基于光截法的自动化在线检测系统。从硬件平台搭建、测量原理及曲线图像处理等具体阐述了基于光截法的列车轮对在线动态非接触检测系统,提高了工作效率与检测精度,对轮对的自动化检测具有重大意义。     

基于相位测量法测量透射式相位光栅的表面形貌

建立了一套基于马赫-曾德尔干涉仪的测量系统,获得了透射式相位光栅的相位信息并推算出光栅的表面形貌。给出了相位测量法的基本原理,运用傅里叶变换法和相位解包裹技术,对实验系统采集的干涉图的相位信息进行处理并计算出光栅的高度、周期和底角等结构参数。结果表明,该测量方法和系统能够精确地测量光学相位元件的表面形貌,具有较高的实用价值。     

基于光学方法的太赫兹辐射源

太赫兹波技术在物理、化学、生命科学等基础研究学科,以及医学成像、安全检查、产品检测、空间通信、武器制导等应用学科都具有重要的研究价值和应用前景,而太赫兹辐射源正是太赫兹技术发展的关键部分。概述了基于光学方法产生太赫兹辐射的几种常用方法,着重叙述了利用非线性光学差频技术和基于横向晶格振动光学模受激电磁耦子散射过程的太赫兹参量振荡技术工作原理,以及目前的研究状况,并对这两种方法产生太赫兹波辐射源未来的发展方向进行了展望。     

镜面无损检测系统

介绍了基于“魔镜”技术原理研制的镜面无损检测系统,该检测系统已应用于Ｓｉ片和其他半导体抛光晶片的质量检测,且其用途已延已延伸到与超平镜面有关的各种技术领域,如硬盘光盘、玻璃衬底等。