随着高科技的发展,对精密元件表面的质量要求越来越高。元件表面的划痕、麻点、破边等缺陷会对经过它们的光造成不同程度的散射,不但增大了光能量的损耗,同时也可能对元件引起严重的损伤,影响整光学系统的运行。因此精密表面疵病的自动检测一直是期待解决的问题。 本文依据显微散射光成像系统对元件表面上的划痕、麻点、气泡等疵病形成暗背景下的亮疵病图像,提出了一个完整的数字化标准的精密表面疵病检测评估体系 基于显微散射成像理论,搭建了一套能够用于大口径光学元件表面检测的实验系统。本文重点研究了子孔径扫描系统的设计和工作性能。分析了扫描系统的对称误差和非对称误差,特别研究了由CCD定位与扫描平移台两空间坐标系统之间旋转引起的非对称误差,并提出了减小误差的方法。 在图像软件处理系统中,主要分为信息获取和特征识别两个模块。图像信息的获取是通过子孔径的拼接实现的。由于大口径元件表面疵病分布不规则、形状尺寸不一,要完成表面疵病检测,必须对全孔径逐步施行子孔径扫描,最后施行图形拼接。本文将利用XY两个方向的平移来进行表面的子孔径扫描,建立相应的坐标平面,剔除冗余信息。在详细分析各种图像拼接技术后,利用最适于本系统图像的比值匹配图像拼接原理进行快速精确拼接。 特征识别模块中,引入数学形态学的腐蚀、膨胀、灰度滤波等算法,对二值化的疵病图像进行消除噪声,图形分割,边缘检测和特征提取。最后根据定标标准板对各类划痕、缺陷等不同疵病特征(如长、宽、面积)进行分析和评估。本系统已达到微米量级线宽的分辨率,并获得了可靠的疵病评定结果。