一种三维定量数字全息成像的检测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种三维定量数字全息成像的检测系统及方法，该检测系统中，激光器发射检测激光后，第一偏振分光棱镜将检测激光分为第一偏振光与第二偏振光，第一偏振光在第一光路传播；第二偏振光在第二光路传播；从第一光路与第二光路传播出三种不同波长的偏振光，三种波长不同的偏振光在第三偏振分光棱镜中进行相互叠加与抵消，并通过图像采集模块进行拍摄处理，得到了三维定量数字全息图；在该检测系统中，由于三种不同波长的偏振光进行了叠加与抵消，所以可以精确的得到待检测物的三维定量数字全息图，且该检测系统的检测精度可以达到微米级别。到微米级别。到微米级别。

【技术实现步骤摘要】
一种三维定量数字全息成像的检测系统及方法


[0001]本专利技术涉及光学
，更具体地说，涉及一种三维定量数字全息成像的检测系统及方法。

技术介绍

[0002]随着各个行业对高精度零部件的需求越来越高，高精度零部件的检测成为了一种研究方向；目前，高精度零部件的应用安装配合精度已经达到10μm级别，甚至已有1μm的超精度级别；但是，目前并没有专业的三维定量成像技术来检测这个精度的零部件。
[0003]因此，设计一种采用三维定量成像技术检测微米精度的系统，成为了一个亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，为解决上述问题，本专利技术提供一种三维定量数字全息成像的检测系统及方法，技术方案如下：一种三维定量数字全息成像的检测系统，所述检测系统包括：激光器；所述激光器用于发射检测激光；位于所述激光器一侧的第一偏振分光棱镜；所述第一偏振分光棱镜用于将所述检测激光分为第一偏振光以及第二偏振光；所述第一偏振光在第一光路传播；所述第二偏振光在第二光路传播；所述第一光路包括待检测物、第二偏振分光棱镜以及第三偏振分光棱镜；所述第二光路包括第一半波片、极化分束镜以及第二半波片；所述第一半波片用于对所述第二偏振光进行处理并得到第三偏振光；所述极化分束镜用于将所述第三偏振光分为第四偏振光与第五偏振光；所述第二半波片用于对所述第五偏振光进行处理并得到第六偏振光；所述第二偏振分光棱镜用于对透过所述待检测物的所述第一偏振光进行处理，并对所述第四偏振光进行处理；其中，所述第一偏振光、所述第四偏振光以及所述第六偏振光的波长不同；所述第三偏振分光棱镜用于将所述第一偏振光、所述第四偏振光以及所述第六偏振光进行相互叠加与抵消，并通过图像采集模块进行拍摄处理，得到三维定量数字全息图。
[0005]可选地，在上述检测系统中，所述检测系统还包括：在所述第一光路的传播路径上，依次位于所述第一偏振分光棱镜与所述待检测物之间的第一直角棱镜、第一快门、第一扩束镜以及第一可变光圈；所述第一直角棱镜用于转换所述第一偏振光的角度；所述第一快门用于控制所述第一偏振光的传播；所述第一扩束镜用于对所述第一偏振光进行扩束处理；所述第一可变光圈用于调节所述第一偏振光的光圈。
[0006]可选地，在上述检测系统中，所述检测系统还包括：位于所述第二偏振分光棱镜与所述第三偏振分光棱镜之间的凸透镜；所述凸透镜用于对透过所述第二偏振分光棱镜的偏振光进行聚焦。
[0007]可选地，在上述检测系统中，所述检测系统还包括：在所述第二光路的传播路径上，依次设置在所述第一偏振分光棱镜与所述极化分束镜之间的第二快门、第二扩束镜以及第二可变光圈；所述第二快门用于控制所述第二偏振光的传播；所述第二扩束镜用于对所述第二偏振光进行扩束处理；所述第二可变光圈用于调节所述第二偏振光的光圈。
[0008]可选地，在上述检测系统中，所述检测系统还包括：位于所述第二半波片与所述第三偏振分光棱镜之间的第二直角棱镜；所述第二直角棱镜用于转换所述第六偏振光的角度。
[0009]可选地，在上述检测系统中，所述检测系统还包括：电控垂直台；所述电控垂直台用于放置所述待检测物；所述电控垂直台包括电控转台与电控升降台；所述电控转台用于旋转所述待检测物；所述电控升降台用于调整所述待检测物的位置。
[0010]可选地，在上述检测系统中，所述检测系统还包括：机械设备控制器，所述机械设备控制器用于控制所述检测系统的工作状态。
[0011]一种三维定量数字全息成像的检测方法，基于上述任一所述的检测系统，所述检测方法包括：控制激光器发射检测激光，所述检测激光被所述第一偏振分光棱镜分为第一偏振光以及第二偏振光；所述第一偏振光在第一光路传播；所述第二偏振光在第二光路传播；所述第一光路包括待检测物、第二偏振分光棱镜以及第三偏振分光棱镜；所述第二光路包括第一半波片、极化分束镜以及第二半波片；所述第一半波片用于对所述第二偏振光进行处理并得到第三偏振光；所述极化分束镜用于将所述第三偏振光分为第四偏振光与第五偏振光；所述第二半波片用于对所述第五偏振光进行处理并得到第六偏振光；所述第二偏振分光棱镜用于对透过所述待检测物的所述第一偏振光进行处理，并对所述第四偏振光进行处理；其中，所述第一偏振光、所述第四偏振光以及所述第六偏振光的波长不同；所述第三偏振分光棱镜用于将所述第一偏振光、所述第四偏振光以及所述第六偏振光进行相互叠加与抵消；控制图像采集模块处于工作状态进行拍摄处理，得到三维定量数字全息图。
[0012]相较于现有技术，本专利技术实现的有益效果为：本专利技术提供了一种三维定量数字全息成像的检测系统及方法，该检测系统中，激光器发射检测激光后，第一偏振分光棱镜将检测激光分为第一偏振光与第二偏振光，透过待检测物的第一偏振光通过第二偏振分光棱镜进入第三偏振分光棱镜；第二偏振光经过第一半波片的处理后，得到了与第一偏振光波长不同的第三偏振光，第三偏振光进入了极化分束镜，极化分束镜对第三偏振光进行分束，得到了第四偏振光与第五偏振光，第四偏振光进入第二偏振分光棱镜，第四偏振光经过第二偏振分光棱镜处理后进入第三偏振分光棱
镜；第五偏振光经过第二半波片的处理后，得到了与第一偏振光以及第四偏振光波长不同的第六偏振光，第六偏振光进入第三偏振分光棱镜；在第三偏振分光棱镜中第一偏振光、第四偏振光以及第六偏振光这三种不同波长的偏振光进行相互叠加与抵消，并通过图像采集模块进行拍摄处理，得到了三维定量数字全息图；在该检测系统中，由于三种不同波长的偏振光进行了叠加与抵消，所以可以精确的得到待检测物的三维定量数字全息图，且该检测系统的检测精度可以达到微米级别。
附图说明
[0013]为了更清楚地说明本专利技术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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0014]图1为本专利技术实施例提供的一种三维定量数字全息成像的检测系统的光路结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种三维定量数字全息成像的检测方法的流程示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种三维定量数字全息成像的检测方法的部分流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种三维定量数字全息成像的检测方法的部分流程示意图；图5为本专利技术实施例提供的螺栓的三维定量数字全息成像的检测示意图；图6为图5的一个局部放大图；图7为图5的另一个局部放大图；图8为本专利技术实施例提供的螺栓的螺纹部分表面形貌卷轴实景图；图9为本专利技术实施例提供的螺栓的定量参数测量结果示意图；图10为本专利技术实施例提供的检测系统的操作界面示意面。
具体实施方式
[0015]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维定量数字全息成像的检测系统，其特征在于，所述检测系统包括：激光器；所述激光器用于发射检测激光；位于所述激光器一侧的第一偏振分光棱镜；所述第一偏振分光棱镜用于将所述检测激光分为第一偏振光以及第二偏振光；所述第一偏振光在第一光路传播；所述第二偏振光在第二光路传播；所述第一光路包括待检测物、第二偏振分光棱镜以及第三偏振分光棱镜；所述第二光路包括第一半波片、极化分束镜以及第二半波片；所述第一半波片用于对所述第二偏振光进行处理并得到第三偏振光；所述极化分束镜用于将所述第三偏振光分为第四偏振光与第五偏振光；所述第二半波片用于对所述第五偏振光进行处理并得到第六偏振光；所述第二偏振分光棱镜用于对透过所述待检测物的所述第一偏振光进行处理，并对所述第四偏振光进行处理；其中，所述第一偏振光、所述第四偏振光以及所述第六偏振光的波长互不相同；所述第三偏振分光棱镜用于将所述第一偏振光、所述第四偏振光以及所述第六偏振光进行相互叠加与抵消，并通过图像采集模块进行拍摄处理，得到三维定量数字全息图。2.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括：在所述第一光路的传播路径上，依次位于所述第一偏振分光棱镜与所述待检测物之间的第一直角棱镜、第一快门、第一扩束镜以及第一可变光圈；所述第一直角棱镜用于转换所述第一偏振光的角度；所述第一快门用于控制所述第一偏振光的传播；所述第一扩束镜用于对所述第一偏振光进行扩束处理；所述第一可变光圈用于调节所述第一偏振光的光圈。3.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括：位于所述第二偏振分光棱镜与所述第三偏振分光棱镜之间的凸透镜；所述凸透镜用于对透过所述第二偏振分光棱镜的偏振光进行聚焦。4.根据权利要求1所述的检测系统，其特征在于，所述检测系统还包括：在所述第二光路的传播路径上，依次设置在所述第一偏振分光棱镜与所述极化分束镜之间的第二快门、第二扩束镜以及第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，
申请(专利权)人：西安成立航空制造有限公司，
类型：发明
国别省市：