基于Mie散射的光學(xué)玻璃內(nèi)部氣泡缺陷檢測的研究.pdf

1、隨著科技的進(jìn)步，精密玻璃元件的應(yīng)用越來越廣泛，對玻璃的質(zhì)量要求也日益增高。因此，從原理上提高玻璃缺陷的檢測精度及速度已經(jīng)成為一個(gè)重要的課題。利用現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高精度自動(dòng)化檢測，能夠大大提高玻璃缺陷檢測的效率，能夠節(jié)約成本，提高工業(yè)收益。
　　本文首先介紹了玻璃缺陷檢測技術(shù)的原理、現(xiàn)狀和研究意義，包括目前幾種常用的檢測方案，并附有詳細(xì)的原理描述與圖示。為了改進(jìn)現(xiàn)有檢測技術(shù)，提高檢測深度及檢測精度，本文特別針對微米量級的氣泡缺陷

2、的Mie散射特性進(jìn)行了分析。
　　隨后本文基于Mie散射的公式并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景，將玻璃內(nèi)部氣泡缺陷散射歸類為單次不相關(guān)Mie散射，分析得出Mie散射光強(qiáng)與微粒折射率，介質(zhì)折射率，入射波波長，微粒粒徑，散射方向角等因素有關(guān)。在實(shí)際應(yīng)用中，會(huì)在其他參數(shù)確定的基礎(chǔ)上反演出未知的參量。
　　在理論分析的基礎(chǔ)上，利用時(shí)域差分(FDTD Simulations)商業(yè)仿真軟件對玻璃內(nèi)部單個(gè)微米量級的氣泡散射模型進(jìn)行仿真分析，通過研究特定

3、散射角度范圍內(nèi)的光強(qiáng)分布，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法反演計(jì)算出了微粒的粒徑。
　　最后搭建了實(shí)驗(yàn)平臺，在白光LED側(cè)面照射后，通過圖像處理獲取氣泡缺陷的二維坐標(biāo);隨后采用532nm的激光進(jìn)行正透視背光照射以獲取氣泡的Mie散射前向散射光，對獲取的散射光圖像進(jìn)行線性分環(huán)并對獲得的光強(qiáng)值進(jìn)行五點(diǎn)三次平滑處理，利用獨(dú)立模式的Chahine反演算法計(jì)算出氣泡的半徑值。
　　本文的工作還處于初級階段，但是從一定程度上可以為玻璃缺陷檢測及玻璃