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一种红外玻璃非均匀性检测装置及检测方法

阅读:581发布:2020-06-16

专利汇可以提供一种红外玻璃非均匀性检测装置及检测方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种红外玻璃非均匀性检测装置及检测方法,检测装置包括顺序排列的红外 光源 、带通滤光片、 准直 扩束镜、测试样品架、狭缝、红外探测器和控制计算机,特点是测试样品架和狭缝之间设置有标准透镜,准直扩束镜安装在上下左右 俯仰 偏转四维可调的光学调整架上,狭缝固定安装在既可上下扫描,也可在垂直于光轴的平面内进行旋转的第一调整架上,红外探测器固定安装在上下左右前后三维精密可调的第二调整架上,第一调整架和第二调整架与 位置 控制器 连接,控制计算机分别与红外光源、红外探测器和位置控制器连接,通过分别测得待测红外玻璃样品放入前后的线扩散函数和相应的光学传递函数,实现红外玻璃非均匀性数据的检测。,下面是一种红外玻璃非均匀性检测装置及检测方法专利的具体信息内容。

1.一种红外玻璃非均匀性检测装置,包括顺序排列的红外光源、带通滤光片、准直扩束镜、测试样品架、狭缝、红外探测器和控制计算机,其特征在于所述的测试样品架和所述的狭缝之间设置有标准透镜,所述的准直扩束镜安装在上下左右俯仰偏转四维可调的光学调整架上,所述的狭缝固定安装在既可上下扫描,也可在垂直于光轴的平面内进行旋转的第一调整架上,所述的红外探测器固定安装在上下左右前后三维精密可调的第二调整架上,所述的第一调整架和所述的第二调整架与位置控制器连接,所述的控制计算机分别与所述的红外光源、所述的红外探测器和所述的位置控制器连接。
2.根据权利要求1所述的一种红外玻璃非均匀性测量装置,其特征在于所述的红外探测器为点探测器,所述的准直扩束镜为红外望远镜
3.一种使用权利要求1所述的检测装置的红外玻璃非均匀性的检测方法,其特征在于它包括以下步骤:
(1)、调节红外光源、带通滤波器、准直扩束镜、标准透镜、狭缝和红外探测器的位置,使它们的中心具有相同的高度且同轴;
(2)、使用控制计算机接收红外光源和红外探测器的数据,根据接收到的数据驱动位置控制器调整第二调整架的位置,使红外探测器接收到的光强度最强;
(3)、使用控制计算机驱动位置控制器调整第一调整架,使狭缝在子午面和弧氏面内对标准透镜进行扫描,将红外探测器接收到的狭缝扫描信号传输给控制计算机得到第一线扩散函数,将第一线扩散函数通过傅里叶变换得到第一光学传递函数;
(4)、将待测红外玻璃样品放置在准直扩束镜与标准透镜之间的测试样品架上,重复步骤(2);
(5)、使用控制计算机调整第一调整架,使狭缝在子午面和弧氏面内对标准透镜进行扫描,将红外探测器接收到的狭缝扫描信号传输给控制计算机得到第二线扩散函数,将第二线扩散函数通过傅里叶变换得到第二光学传递函数;
(6)、将第一线扩散函数和第二线扩散函数的中心值进行比较,得到两个线扩散函数之间的中心差,将第一光学传递函数和第二光学传递函数进行比较,得到两个光学传递函数的差值,并由两个线扩散函数之间的中心差和两个光学传递函数的差值确定被测红外玻璃的非均匀性。
4.如权利要求3所述的红外玻璃非均匀性的检测方法,其特征在于在检测前先对待测红外玻璃样品的表面进行精密抛光,采用激光干涉仪检测其表面光圈数N和局部光圈数ΔN均小于1。

说明书全文

一种红外玻璃非均匀性检测装置及检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种红外玻璃检测技术,尤其是涉及一种红外玻璃非均匀性检测装置及检测方法。

背景技术

[0002] 红外玻璃能透过宽光谱不可见光,不能透过可见光,具有较小的热差系数和较高的折射率,其折射率与锗单晶相差较大,可以与锗单晶组合构成同时具备消热差和消色差功能的镜头;另外,红外玻璃适合精密模压,其生产成本较低;目前红外玻璃已广泛应用于枪瞄、导航、星际生命探测、车载夜视等需要红外热成像的领域。但是随着科技的快速发展,各应用领域对红外玻璃的质量要求也日益提高。为了保证产品的质量和精度,获得清晰的热像,除了要求红外玻璃具有较高的透过率、较小的残余应外,还要求红外玻璃具有良好的光学均匀性。
[0003] 普通光学玻璃国家标准中规定了玻璃的光学非均匀性的检测方法和相应的级别标准,检测方法主要有鉴别率法、星点法、道口阴影法和干涉法等。但是实行这些检测方法的前提是玻璃能够透过可见光。由于红外玻璃不透可见光,使用上述检测方法检测红外玻璃光学非均匀性需要克服很多问题,给检测带来很大困难;另外虽然利用红外面阵探测器件能对红外玻璃非均匀性进行检测,但是其构件价格昂贵,分辨率较低,测量精度不够。

发明内容

[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种成本低,精度高,能够对红外玻璃非均匀性进行检测的检测装置及检测方法。
[0005] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种红外玻璃非均匀性检测装置,包括顺序排列的红外光源、带通滤光片、准直扩束镜、测试样品架、狭缝、红外探测器和控制计算机,所述的测试样品架和所述的狭缝之间设置有标准透镜,所述的准直扩束镜安装在上下左右俯仰偏转四维可调的光学调整架上,所述的狭缝固定安装在既可上下扫描,也可在垂直于光轴的平面内进行旋转的第一调整架上,所述的红外探测器固定安装在上下左右前后三维精密可调的第二调整架上,所述的第一调整架和所述的第二调整架与位置控制器连接,所述的控制计算机分别与所述的红外光源、所述的红外探测器和所述的位置控制器连接。
[0006] 所述的红外探测器为点探测器,所述的准直扩束镜为红外望远镜
[0007] 使用上述检测装置的红外玻璃非均匀性的检测方法,它包括以下步骤:
[0008] (1)、调节红外光源、带通滤波器、准直扩束镜、标准透镜、狭缝和红外探测器的位置,使它们的中心具有相同的高度且同轴;
[0009] (2)、使用控制计算机接收红外光源和红外探测器的数据,根据接收到的数据驱动位置控制器调整第二调整架的位置,使红外探测器接收到的光强度最强;
[0010] (3)、使用控制计算机驱动位置控制器调整第一调整架,使狭缝在子午面和弧氏面内对标准透镜进行扫描,将红外探测器接收到的狭缝扫描信号传输给控制计算机得到第一线扩散函数,将第一线扩散函数通过傅里叶变换得到第一光学传递函数;
[0011] (4)、将待测红外玻璃样品放置在准直扩束镜与标准透镜之间的测试样品架上,重复步骤(2);
[0012] (5)、使用控制计算机调整第一调整架,使狭缝在子午面和弧氏面内对标准透镜进行扫描,将红外探测器接收到的狭缝扫描信号传输给控制计算机得到第二线扩散函数,将第二线扩散函数通过傅里叶变换得到第二光学传递函数;
[0013] (6)、将第一线扩散函数和第二线扩散函数的中心值进行比较,得到两个线扩散函数之间的中心差,将第一光学传递函数和第二光学传递函数进行比较,得到两个光学传递函数的差值,并由两个线扩散函数之间的中心差和两个光学传递函数的差值确定被测红外玻璃的非均匀性。
[0014] 在检测前先对待测红外玻璃样品的表面进行精密抛光,采用激光干涉仪检测其表面光圈数N和局部光圈数ΔN均小于1。
[0015] 与现有技术相比,本发明的优点在于:通过设置的标准透镜,将测量标准透镜得到的线扩散函数的中心值与测量受到待测红外玻璃样品影响的标准透镜的线扩散函数的中心值进行比较,得出两个线扩散函数的中心差,再将两个线扩散函数采用傅里叶变换的方法分别转换为调制传递函数MTF,可以得到两个光学传递函数MTF的差值,通过上述两个特征数据即可确定红外玻璃样品的光学非均匀性;本发明的检测装置结构简单,测量精度高,另外由于红外探测器可以采用点探测器,价格便宜,成本低。在本发明的检测方法中,在检测前先对待测红外玻璃样品的表面进行精密抛光,采用激光干涉仪检测其表面光圈数N和局部光圈数ΔN均小于1,可以消除待测红外玻璃样品表面状态对光学非均匀性检测结果的影响。附图说明
[0016] 图1为本发明检测装置的结构示意图。

具体实施方式

[0017] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0018] 如图1所示,一种红外玻璃非均匀性测量装置,包括红外光源1、带通滤光片2、红外望远镜3、测试样品架(图未显示)、标准透镜5、狭缝6和红外探测器7,红外望远镜3安装在上下左右俯仰偏转四维可调的光学调整架(图未显示)上,狭缝6固定安装在既可上下扫描,也可在垂直于光轴的平面内进行旋转的第一调整架(图未显示)上,红外探测器7固定安装在上下左右前后三维精密可调的第二调整架(图未显示)上,第一调整架和第二调整架分别与位置控制器8连接、红外探测器7连接有控制计算机9,控制计算机9与红外光源1连接。
[0019] 以下结合图1,对使用上述检测装置进行红外玻璃非均匀性检测的方法具体介绍如下:
[0020] 待测红外玻璃样品4为硫系玻璃,其工作波段是8~12μm,红外光源1为覆盖8~12μm的宽带红外光源,带通滤光片2为通过8~12μm光源的带通滤波器,红外望远镜3为红外准直扩束望远镜;另外为了去除表面状态对光学均匀性检测结果的影响,将待测红外玻璃样品4的表面进行精密抛光,采用激光干涉仪检测其表面光圈数N和局部光圈数ΔN均小于1;第一调整架上下扫描的精度为1μm,扫描行程250μm。
[0021] 在放入待测红外玻璃样品4之前,调节红外光源1、带通滤光片2、红外望远镜3、标准透镜5、狭缝6和红外探测器7,使其中心具有相同的高度并同轴,控制计算机9接收红外光源1和红外探测器7传输的数据,实时检测数据并驱动位置控制器8调节红外探测器7的位置,将红外探测器7的位置调整到光强最强的位置;红外光源1通过带通滤光片2和红外望远镜3后,形成8~12μm的复色平行平面波,该平面波通过标准镜头5后,汇聚到红外探测器7上,形成里圆斑,控制计算机9驱动位置控制器8控制第一调整架,使狭缝6在子午面和弧氏面内进行扫描,红外探测器7采集到狭缝6的扫描数据并传输给控制计算机9,得到第一线扩散函数,然后将第一线扩散函数进行傅里叶变换,得到第一光学传递函数;
[0022] 将待测红外玻璃样品4放入红外望远镜3和标准透镜5之间的测试样品架上,调节红外光源1、带通滤光片2、红外望远镜3、标准透镜5、狭缝6和红外探测器7,使其中心具有相同的高度并同轴,控制计算机9接收红外光源1和红外探测器7传输的数据,实时检测数据并驱动位置控制器8调节红外探测器7的位置,将红外探测器7的位置调整到光强最强的位置;红外光源1通过带通滤光片2和红外望远镜3后,形成8~12μm的复色平行平面波,该平面波通过标准镜头5后,汇聚到红外探测器7上,形成艾里圆斑,控制计算机9驱动位置控制器8控制第一调整架,使狭缝6在子午面和弧氏面内进行扫描,红外探测器7采集到狭缝6的扫描数据并传输给控制计算机9,得到第二线扩散函数,然后将第二线扩散函数进行傅里叶变换,得到第二光学传递函数;
[0023] 通过比较上述得到的第一线扩散函数和第二线扩散函数的中心值,即可得到两个线扩散函数的中心差;通过比较上述得到的第一光学传递函数和第二光学传递函数,即可得出两个光学传递函数的差值,由上述两个特征数据即可确定待测红外玻璃样品4的非均匀性。
[0024] 上述实施例中红外探测器7可以使用价格比较便宜的点探测器,在降低成本的同时也能实现红外玻璃非均匀性的检测。
[0025] 上述实施例中的光学调整架、第一调整架和第二调整架均可以使用本技术领域的成熟产品。
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