儀商訊：近日，中國科學(xué)院自動化研究所精密感知與控制中心研究員徐德、張正濤在IJAC第4期發(fā)表了研究論文An Effective On-line Surface Particles Inspection Instrument for Large Aperture Optical Element。文章介紹了最新設(shè)計的一款新型緊湊檢測儀，可用于快速檢測LAOE表面的微粒污染，該儀器攜帶方便，實現(xiàn)在線檢測。

當(dāng)前，對于光學(xué)元件表面微粒的檢測最基本的方法是肉眼觀察，這全憑工人的經(jīng)驗來判斷微粒數(shù)量和大小，最后的結(jié)果往往受很多主觀因素影響。現(xiàn)在，還有一些專業(yè)的檢測儀器，如：激光剪切散斑干涉技術(shù)檢測薄片上的細(xì)小缺陷；投射測定法使用THz光譜儀追蹤THz脈沖延遲，并得出元件表面狀況的量化數(shù)據(jù)；C-CT，即原子力顯微鏡，也稱掃描電子顯微鏡，檢測光學(xué)元件表面的微粒污染。雖然通過這些儀器測出的結(jié)果精度高，但不適用于在線檢測幾百微米級大小的微粒。

現(xiàn)階段，研究者們設(shè)計出了兩種可滿足美國國家點火裝置(NIF)損傷檢測要求的系統(tǒng)：激光光學(xué)元件損傷檢測系統(tǒng)(LODI)用于檢測傳輸光學(xué)元件及靶室真空窗的損傷情況；終端光學(xué)元件損傷檢測系統(tǒng)(FODI)用于檢測終端光學(xué)元件的損傷情況。兩系統(tǒng)均采用暗場成像技術(shù)來增加損傷圖像間的對比度。FODI系統(tǒng)可檢測大小超過50微米的裂縫，置信度達(dá)99%，檢測192束光大約需要2小時。但上述系統(tǒng)操作復(fù)雜，造價高昂，不易攜帶，應(yīng)用于實際時困難重重。

該論文設(shè)計的用于檢測大口徑光學(xué)儀器表面微粒的設(shè)備，基于暗場成像系統(tǒng)，可在遠(yuǎn)工作距離的條件下，得到LAOEs表面的高清圖像。通過步進(jìn)電機(jī)調(diào)整鏡頭的放大倍率，而后自動對焦。設(shè)備易于安裝，方便攜帶，可在線檢測。攝像機(jī)內(nèi)部參數(shù)和鏡頭畸變參數(shù)離線校正。當(dāng)前圖像和理想圖像間的單應(yīng)矩陣在線校正。當(dāng)前的變形圖像可通過單應(yīng)矩陣和圖像校正算法進(jìn)行校正。借助自適應(yīng)閾值算法和SSE2算法可得到帶背景且抽取了微粒的二值圖像。通過分別計算子區(qū)域的微粒數(shù)，可得到微粒分布情況。

實驗結(jié)果表明，該緊湊型設(shè)備可滿足大口徑光學(xué)元件的檢測要求，過程高效，結(jié)果準(zhǔn)確。