zemax基于全内反射法的亚表面损伤检测装置的照明系统设计(2)
参考文献 43
1 引言
有关损伤的研究表明，大多数紫外线级别的光学损伤都是在其前、后表面产生的。用于生产光学元件表面的研磨和抛光工序是在生产、加工过程中使元件产生缺陷的重要原因，并且这些缺陷能导致元件的最终损坏。这些缺陷能够产生在表面上，甚至穿透表面，抑或是形成亚表面损伤。为了了解在熔融石英表面的激光损伤，应用了原先被用来记录的工具—全内反射显微镜（TIRM）。该仪器表现出了它在检测镜片表面和亚表面上的光学损伤的优势。这种显微镜能够识别出大范围内（1mm²）的亚微米缺陷。和原子力显微镜相比，全内反射显微技术能检测到的缺陷尺寸，其横向宽度小于300纳米，垂直文度上小于10 纳米。该仪器操作简单、灵敏度高。
1.1 亚表面损伤测量的研究现状
1.2 亚表面损伤测量的方法
目前，检测元件亚表面缺陷的方法主要有两类：
①为将亚表面缺陷直接暴露出来观察的破坏性方法，如击坑法、酸刻法、磁流变楔角加工等；
②非破坏性的，如散射法、全内反射显微(TIRM)等技术。在实际的工程运用中，全内反射显微技术由于其方法较为简便直接，在不破环元件的前提下对一定深度的亚表面缺陷及其分布特征进行评估，是一种有效的元件亚表面缺陷的检测方法。[1]
1.2.1 破坏性检测技术
破坏性检测技术是最为直接的亚表面损伤检测方法，它的使用虽然会破坏光学元件表面，但也不失为一种有效的方法。具体方法有：角度抛光法、化学蚀刻法、磁流变抛光法以及截面显微法等。
1 化学蚀刻法
化学蚀刻法的原理是利用化学反应来进行逐层蚀刻，蚀刻过程中控制速度等变化形成蚀刻台阶，最后为了获得亚表面损伤深度，利用AFM、表面轮廓仪等器件进行亚表面损伤形貌的观察。
化学蚀刻法的优点在于操作简便、较为直接以及低成本。
它的缺点是，精度低，易受外界因素影响，且蚀刻过程难控制。
2 角度抛光法
角度抛光法的原理是用一个小角度将亚表面损伤放大显示，通过显微镜显示出来的裂纹尺寸，来计算损伤深度
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