光学玻璃抛光亚表面损伤无损检测方法

摘要

本发明公开了一种光学玻璃抛光亚表面损伤无损检测方法：先制备无损基底，再确定椭偏检测入射角；将无损基底定义为衬底-环境结构，使用标准电介质函数作为其材料物理模型，根据椭偏检测入射角下测得的椭偏参数，计算出无损基底的光学常数；将试样的亚表面损伤层定义为包括空气、表面粗糙层、再沉积层和衬底的多层膜光学模型；在多层膜光学模型基础上采用混合材料有效介质模型建立多层膜材料物理模型，测量试样的表面粗糙度、表面沉积物质沿深度分布规律，并使用无损基底光学常数；最后根据椭偏检测入射角下测得的试样椭偏参数，利用回归算法进行反演运算，获得亚表面损伤层的深度值。本发明的检测方法准确可靠，快速高效，且灵活可控。

主权项

一种光学玻璃抛光亚表面损伤无损检测方法，包括以下步骤：(1)制备无损基底：采用现有加工工艺制作一与待测光学玻璃试样对应的无损基底；(2)确定椭偏检测入射角：使用椭圆偏振仪采用变角度扫描方式分别检测待测光学玻璃试样和步骤(1)得到的无损基底；根据检测数据绘制椭偏参数与入射角和椭偏光波长的关系曲线，并根据关系曲线确定椭偏参数变化最显著时对应的入射角度数作为椭偏检测入射角；(3)确定无损基底光学常数：将步骤(1)得到的无损基底定义为衬底‑环境结构，使用标准电介质函数作为其材料物理模型，根据步骤(2)中椭偏检测入射角条件下测得的无损基底的椭偏参数，采用回归算法计算无损基底的光学常数n值和k值；(4)建立椭偏检测多层膜光学模型：将待测光学玻璃试样的亚表面损伤层定义为依次包括空气、表面粗糙层、再沉积层和衬底的多层膜光学模型；(5)定义椭偏检测多层膜材料物理模型：与步骤(4)中建立的多层膜光学模型相对应，采用混合材料有效介质模型建立依次包括表面粗糙层混合材料物理模型、再沉积层混合材料物理模型和衬底材料物理模型的多层膜材料物理模型，其中，所述表面粗糙层混合材料物理模型定义为表面沉积物质和空隙的混合体，所述再沉积层混合材料物理模型定义为表面沉积物质和基底材料的混合体，所述衬底材料物理模型定义为纯基底材料组成；(6)建立多层膜材料物理模型：测量待测光学玻璃试样的表面粗糙度，作为表面粗糙层混合材料物理模型的初始厚度参考值；测量待测光学玻璃试样的表面沉积物质沿深度分布规律，并拟合出表面沉积物质浓度随深度变化的分布曲线函数表达式；使用上述步骤(3)中确定的无损基底光学常数作为所述衬底材料物理模型的n值和k值；(7)获取亚表面损伤层深度值：根据步骤(2)中椭偏检测入射角条件下测得的待测光学玻璃试样的椭偏参数，利用回归算法对多层膜材料物理模型的膜层参数及膜层厚度进行反演运算，最终获得亚表面损伤层的深度值。