1.基于总散射测量的平面光学元件表面疵病等级快速检测方法,该方法的实现需要使用到:激光光源、分束镜、激光扩束器、孔径光阑、高反射镜、积分球、CMOS图像传感器、光收集器、漫反射板、光电探测器1、光电探测器2、XY二维导轨、二维旋转系统、Z导轨、平面光学元件;平面光学元件固定于二维旋转系统上,二维旋转系统安装于XY导轨上,从而实现平面光学元件的多轴联动;CMOS图像传感器连接到外部图像处理器上并固定在积分球底部,积分球固定于Z向导轨上,并随着Z向导轨延Z轴方向平动,光电探测器2固定在积分球探测孔处;光电探测器1置于探测光路中,结合激光分束镜,实现探测光束能量的实时监控;在表面疵病等级快速检测检测过程中,由激光光源发射的探测光束依次穿过分束镜、激光扩束器、高反射镜,经积分球入射孔投射在所述被测平面光学元件上,形成散射光;所述散射光的镜面反射部分经积分球出射孔/样品孔离开积分球,由光收集器收集;所述散射光的漫散射部分在积分球内多次反射形成均匀光,由光电探测器2测量;其特征在于包括如下步骤:步骤1:已知表面总散射值的标准板随XY导轨移动至积分球样品孔处,调整所述标准板与积分球在X/Y/Z方向上的相对位置,使得标准板与样品孔中心在X/Y/Z方向上的重合,并通过CMOS图像传感器观察积分球底部与待测标准板表面的空气间隙,以避免物理碰撞;步骤2:探测光投射在标准板表面产生光散射,通过光电探测器1和光电探测器2对探测光和散射光能量实时监控,并记作V st1 和V st2 ;再通过平移Z导轨将积分球升高,通过XY二维导轨将标准板移动至便于更换待测样品位置;步骤3:待测平面光学元件固定于二维旋转系统,随XY二维导轨移动至积分球样品孔处,调整所述待测平面光学元件与积分球在X/Y/Z方向上的相对位置使得标准板与样品孔中心在X/Y/Z方向上的重合;步骤4:探测光束投射在被测平面光学元件表面,若表面不存在疵病特征则由表面粗糙度产生散射光进入积分球,若表面存在疵病特征则由疵病与粗糙度共同产生散射光进入积分球;所述漫散射光在积分球内多次漫反射后形成均匀光,由光电探测器2测量,测得信号记作V oe2 ;由光电探测器1同步测得的信号记作V oe1 ;步骤5:被测平面光学元件表面总散射值可以计算通过:式中,TS st 是标准板的总散射值;步骤6:利用数据处理方法,根据测量表面总散射数据提取被测平面光学元件表面疵病级数信息。所述的数据处理方法是基于Harvey-Shack散射理论、Peterson疵病散射理论和国内标准GB1185-2006给出;在对测得总散射数据处理之前,应首先获取被测平面光学元件表面粗糙度;所述平面光学元件表面粗糙度可采用白光干涉仪、AFM、轮廓仪方法测量;对大批量工艺相同材料相同口径相同的平面光学元件,可测量任意几个元件的表面粗糙度,取其平均值即可;在已知被测平面元件表面粗糙度之后,对测得总散射数据的处理方法具体包括如下步骤:数据处理方法步骤1:计算所述被测平面光学元件表面粗糙度引起的总散射,通过下式:式中,λ为入射光波长,θ i 为入射角,σ s 为表面粗糙度;数据处理方法步骤2:利用缺陷面积与测量表面总散射数据之间的关系,数值求解被测平面光学元件表面所含疵病的总面积;所述缺陷面积与测量表面总散射值之间的关系如下:式中,TS de 是面积为A de 的缺陷的总散射,λ为入射光波长,θ s 为散射角,Ω为散射空间角,A oe 为入射光斑面积,c 1 和c 2 的值为:式中,d为缺陷直径,D为探测光直径;数据处理方法步骤3:所述被测平面光学元件表面的疵病级数等于其表面疵病总面积的平方根。
2.如权利要求1所述的基于总散射测量的平面光学元件表面疵病等级快速检测方法,其特征在于,所述探测光束应全口径投射在被测平面光学元件表面,以实现所述被测平面光学元件表面总散射的快速测量;若所述被测平面光学元件口径过大,可通过XY二维导轨和二维旋转系统的多轴联动,使被测平面光学元件沿特定轨迹进行移动,从而完成覆盖被测大口径平面光学元件表面的全口径扫描,并记录扫描时各采样点X/Y位置信息;所述扫描轨迹应覆盖整个被测平面光学元件表面,且考虑扫描光斑重叠部分的数据处理;若所述被测平面光学元件口径过小,可通过孔径光阑遮挡以减小探测光直径,确保探测光全部投射在被测平面光学元件表面。