基于Mie散射的光學玻璃內部氣泡缺陷檢測的研究.pdf

1、隨著科技的進步，精密玻璃元件的應用越來越廣泛，對玻璃的質量要求也日益增高。因此，從原理上提高玻璃缺陷的檢測精度及速度已經成為一個重要的課題。利用現(xiàn)在的計算機系統(tǒng)實現(xiàn)高精度自動化檢測，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，并附有詳細的原理描述與圖示。為了改進現(xiàn)有檢測技術，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散射特性進行了分析。
　　隨后本文基于Mie散射的公式并結合實際應用場景，將玻璃內部氣泡缺陷散射歸類為單次不相關Mie散射，分析得出Mie散射光強與微粒折射率，介質折射率，入射波波長，微粒粒徑，散射方向角等因素有關。在實際應用中，會在其他參數(shù)確定的基礎上反演出未知的參量。
　　在理論分析的基礎上，利用時域差分(FDTD Simulations)商業(yè)仿真軟件對玻璃內部單個微米量級的氣泡散射模型進行仿真分析，通過研究特定

3、散射角度范圍內的光強分布，利用BP神經網絡算法反演計算出了微粒的粒徑。
　　最后搭建了實驗平臺，在白光LED側面照射后，通過圖像處理獲取氣泡缺陷的二維坐標;隨后采用532nm的激光進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行線性分環(huán)并對獲得的光強值進行五點三次平滑處理，利用獨立模式的Chahine反演算法計算出氣泡的半徑值。
　　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