(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210968907.1 (22)申请日 2022.08.12 (71)申请人 大连理工大 学 地址 116024 辽宁省大连市高新园区凌工 路2号 (72)发明人 白倩　周平　吕启鑫　宋德华　 (74)专利代理 机构 大连东方专利代理有限责任 公司 21212 专利代理师 鲁保良　李洪福 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/958(2006.01) (54)发明名称 一种石英玻璃加工亚表面损伤高效检测方 法 (57)摘要 本发明公开了一种石英玻璃加工亚表面损 伤高效检测方法， 包括以下步骤： 将吸光片放置 于位移平台上； 将待检测石英玻璃 放置于吸光片 上； 启动激光器发射波长为300 ‑500nm的激光进 行检测； 启动光电探测器探测待测石英玻璃亚表 面损伤的散射信号； 计算机分析处理光电探测器 测得的信号， 得到石英玻璃加工亚表 面损伤的位 置信息。 本发明使用扩束器， 将检测光束光斑扩 大， 大大提高了检测 效率， 实现了石英玻璃加工 亚表面损伤高效检测。 本发明使用300 ‑500nm波 长激光， 波长更短， 利于检测激光在石英玻璃的 裂纹处发生散射， 使检测信号增强。 本发明使用 吸光片， 避免检测光束透过石英玻璃与下方位移 平台产生散射影 响检测结果， 从而减小了检测误 差。 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 CN 115356262 A 2022.11.18 CN 115356262 A 1.一种石英玻璃加工亚表面损伤高效检测方法， 其特征在于： 采用石英玻璃亚表面损 伤信号的检测装置进行检测， 具体方法包括以下步骤： A、 将吸光片(15)放置 于位移平台(16)上； B、 将待检测石英玻璃(14)放置 于吸光片(15)上； C、 启动激光器(1)发射波长为300 ‑500nm的激光即出射光(2)， 经过扩束器(3)扩束后变 为扩束光束(4)， 再经偏振片(5)变为线偏振激光即检测光束(6)， 经过偏振分光镜(7)反射 至待测石英玻璃(14)表面， 其中透射石英玻璃(14)的光被吸波片吸 收； D、 被石英玻璃亚表面损伤(18)散射退偏的出射线偏振光(8)经偏振分光镜(7)及成像 透镜(10)聚焦后， 被光电探测器(10)接收； E、 使用计算机(12)控制位移平台(16)使线偏振激光照射在待测石英玻璃(14)表面上； 控制位移平台(16)沿X轴及Y轴按照S型检测路径(19)扫描检测， 完成待测 石英玻璃(14)整 个表面的检测； F、 计算机(12)分析处理光电探测器(10)测得的信号， 得到石英玻璃亚表面损伤(18)的 位置信息 。 2.根据权利要求1所述的一种 石英玻璃加工亚表面损伤高效检测方法， 其特征在于： 所 述石英玻璃加 工亚表面损伤的检测装置包括激光器(1)、 扩束器(3)、 偏振片(5)、 偏振分光 镜(7)、 吸光片(15)、 位移平台(16)、 成像透镜(9)、 光电探测器(10)、 暗场箱(17)和 信号处理 系统； 所述的激光器(1)提供检测光源； 所述的扩束器(3)放置 于激光器(1)的前 方； 所述的偏振片(5)放置 于扩束器(3)的前 方； 所述的偏振分光镜(7)放置 于偏振片(5)前 方； 所述的成像透镜(9)位于偏振分光镜(7)上方； 所述的光电探测器(10)位于成像透镜 (9)的上方； 所述的暗场箱(17)将激光器(1)、 扩束器(3)、 偏振片(5)、 偏振分光镜(7)、 位移平台 (16)、 成像透 镜(9)与光电探测器(10)覆盖； 所述的信号处 理系统包括数据采集 卡(11)、 计算机(12)和运动控制器(13)。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115356262 A 2一种石英 玻璃加工 亚表面损伤高 效检测方 法 技术领域 [0001]本发明涉及石英玻璃加工亚表面损伤检测领域， 尤其是一种石英玻璃加工亚表面 损伤高效检测方法。 背景技术 [0002]石英玻璃具有优异的物理、 化学性能， 在高能激光器， 半导体， 光纤， 化工行业， 特 种光源和 光伏行业等方面取得了广泛应用。 研磨是石英玻璃加工过程中的重要步骤。 然而 由于石英玻璃的硬脆特性， 研磨后的工件会产生加工亚表面损伤。 进行加工亚表面损伤检 测， 对于优化加工 工艺十分重要。 [0003]当前石英玻璃的加工亚表面损伤检测方法主要分为有损检测和无损检测。 有损检 测技术是通过局部或全部破坏材料， 使亚表面损伤信息暴露后开展显微观测， 进而获得亚 表面损伤信息。 有损检测方法受实验条件和操作者经验影响大， 目前国内外缺乏石英玻璃 有损检测方式的标准或规范， 难以实现在位检测集成， 使得整体生产效率降低。 无损检测技 术不破坏检测试样， 借助于光学、 电学等科学原理， 实现亚表面损伤检测。 石英玻璃亚表面 损伤无损检测可以实现在位检测， 效率高， 可为加工工艺优化提供指导， 同时能够大幅降低 整个生产周期， 提高产能和效益， 因此， 无损检测是石英玻璃加工亚表面损伤检测未来的发 展方向。 目前石英玻璃亚表面无损检测方法主要包括偏振激光散射法、 光学相干层析法、 激 光散射共聚焦法、 全内反射显微技术、 及扫描超声检测法SAM等。 偏振激光检测方法利用表 面散射光与入射激光的偏振状态一致、 亚表面损伤散射光的偏振状态与入射光不同的特 点， 有效的排除了加工表面粗糙度的影响。 因此， 偏振激光散射检测方法在石英玻璃亚表 面 损伤检测中具有广阔的应用前 景。 [0004]现有公开的偏振激光检测装置可以实现硅片等半导体材料的亚表面损伤检测。 然 而， 由于石英玻璃透射率高， 难以将现有的偏振激光检测方法用于石英玻璃加工亚表面损 伤检测中。 同时， 已有的偏振激光检测方法使用聚焦光束扫描亚表面损伤， 扫描检测时间 长， 难以实现石英玻璃加工亚表面损伤的高效检测。 发明内容 [0005]为解决现有技术存在的上述问题， 本发明设计一种既能采用偏振激光进行检测又 能实现快速扫描的石英玻璃加工亚表面损伤高效检测方法。 [0006]为了实现上述目的， 本发明的技术方案如下： 一种石英玻璃加工亚表面损伤高效 检测方法， 采用石英玻璃亚表面损伤信号的检测装置进行检测， 具体方法包括以下步骤： [0007]A、 将吸光片放置 于位移平台上； [0008]B、 将待检测石英玻璃放置 于吸光片上； [0009]C、 启动激光器发射波长为300 ‑500nm的激光即出射光， 经过扩束器扩束后转变为 扩束光束， 再经偏振片变为线偏振激光即检测 光束， 经过偏振分光镜反射至待测石英玻璃 表面， 其中透射石英玻璃的光被吸光片吸 收；说　明　书 1/3 页 3 CN 115356262 A 3