基于激光光散射层貌术的蓝宝石内部缺陷检测系统-论文.pdf

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1、第41卷第9期中国激光Vo1．41。No．92014年9月CHINESEJOURNALOFLASERSSeptember，2014基于激光光散射层貌术的蓝宝石内部缺陷检测系统刘洋徐文东赵成强胡永璐刘涛王／中国科学院上海光学精密机械研究所，上海201800、＼国家纳米科学中心，北京100190／摘要蓝宝石是制作发光二极管(LED)衬底的基本材料，其质量直接影响高亮度LED衬底的晶片制造成品率，对于棒状蓝宝石晶体内部缺陷的检测定位能极大地降低生产成本，提高成品率。针对蓝宝石衬底加工要求，在机器视觉技术的基础上，利用LabVIEW及NI公司

2、的图像采集卡和数据采集卡搭建了一个基于激光光散射层貌术的蓝宝石内部缺陷检测定位系统。系统利用高强度的线状激光照射下缺陷产生的光散射效应对蓝宝石晶体进行逐层扫描和图像采集，运用图像增强、图像分割及图像提取等图像处理手段对采集到的图像进行缺陷提取和分析，实现了对蓝宝石内部缺陷的检测和定位，具有很高的实时性和可视化效果。实验结果表明，该系统能有效地识别出蓝宝石晶体中的散射颗粒缺陷，并对其在棒状蓝宝石晶体深度方向上准确定位。关键词激光光学；机器视觉；缺陷检测；散射；图像分析中图分类号TN247文献标识码Adoi：10．3788／CJL2014

3、41．0902007ADetectingSystemofSapphireInternalDefectsBasedonLaserLightScatteringTomographyLiuYangXuWendongZhaoChengqiangHuYongluLiuTaoWangChuang，ShanghaiInstituteofOpticsandFineMechanics，ChineseAcademyofSciences，Shanghai201800，China、＼NationalCenterforNanoscienceandTechnol

4、ogy，Bering100190，China／AbstractAsthebasicmaterialoflightemittingdiode(LED)substrate，thequalityofsapphiredirectlyaffectstheproductionyieldofhigh-brightnessLEDsubstratechips．Thedetectionandpositioningofinternaldefectsinsapphirecrystalbarcangreatlyreducetheproductioncostan

5、dimprovetheyield．Basedonmachinevisiontechnique，aninternaldefectdetectionandpositioningsystemarebuiltforsapphireonthebasisoflaserlightscatteringtomographytakingtheprocessingrequirementsonsapphiresubstrateintoconsideration．LabVIEWandimageacquisitioncardanddataacquisitionc

6、ardfromNICompanyareadoptedinthissystem．Thedetectionandpositioningofinternaldefectsinsapphirecrystalisrealizedbyscanningthesapphirecrystallayerbylayerthroughthelightscatteringeffectgeneratedbytheirradiationofhigh-intensitylinearlaserondefects．Alotofimageprocessingmethods

7、suchasimageenhancement，imagesegmentationandimageextractionareadoptedtoextractandanalyzethedefects，enhancingthereal—timeperformanceandvisualityofthissystem．Theexperimentalresultsshowthatthissystemcanidentifythescatteringparticledefectsinsapphirecrystaleffectively，andposi

8、tionthemindepthdirectionaccurately．Keywordslaseroptics；machinevision；defectdetection；scattering；imageanalysisO