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1、(10)申请公布号 CN 102226738 A (43)申请公布日 2011.10.26 CN 102226738 A *CN102226738A* (21)申请号 201110073411.X (22)申请日 2011.03.25 G01M 11/02(2006.01) (71)申请人 宁波大学 地址 315211 浙江省宁波市江北区风华路 818 号 (72)发明人 聂秋华 徐铁锋 宋宝安 戴世勋 吴礼刚 沈祥 王训四 林常规 杨燕 黄国松 (74)专利代理机构 宁波奥圣专利代理事务所 ( 普通合伙 ) 33226 代理人 程晓明 (54) 发明名称 一种红外玻璃非均匀性检测装置及检测方。
2、法 (57) 摘要 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。
3、相应的光学传递函数， 实现红外玻璃非均匀性数据的检测。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 1 页 CN 102226745 A1/1 页 2 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。
4、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。
5、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。
6、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 N 均小于 1。 权 利 要 求 书 CN 102226738 A CN 102226745 。
7、A1/3 页 3 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，。
8、 获得清晰的 热像， 除了要求红外玻璃具有较高的透过率、 较小的残余应力外， 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。
9、， 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。
10、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。
11、在子午面和弧氏面 说 明 书 CN 102226738 A CN 102226745 A2/3 页 4 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 ； 001。
12、3 (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 N 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。
13、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 N 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。
14、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。
15、 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812m， 红外光源1为覆盖8 12m 的宽带红外光源， 带通滤光片 2 为通过 8 12m 光源的带通滤波器， 红外望远镜 3 说 明 书 CN 102226738 A CN 102226745 A3/3 页 5 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N 均小于 1 ； 。
16、第一调整架上下扫描的精度为 1m， 扫描行程 250m。 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 12m 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。
17、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。
18、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 12m 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。 说 明 书 CN 102226738 A CN 102226745 A1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102226738 A 。