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看"透"工业,还得OCT
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2024-12-30 15:40:55来源: 中国机器视觉网

光学相干层析技术(Optical Coherence Tomography, OCT)是一种三维成像技术,可以在散射介质中进行高分辨率成像,成像深度达毫米级,分辨率达到微米级,可以像CT一样透视透明/半透明以及高散射产品的表面信息及内部结构,类似“光学切片”的效果。该技术被大众熟知是在眼科领域的应用,近年来也逐步被引入到工业领域。 

OCT技术演进史

OCT发展至今,可大致分为两代:第一代:时域OCT(Time Domain OCT, TD-OCT);第二代:傅里叶域OCT(Fourier Domain OCT, FD-OCT)。TD-OCT直接测量干涉信号,但实际应用中因存在参考臂反射镜的机械运动而难以实现高速成像。FD-OCT直接测量干涉光谱再辅以逆傅里叶变换得到干涉信号,在成像速度和成像灵敏度方面都高于TD-OCT。

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FD-OCT根据其光谱的测量方式又分为扫频OCT(Swept-Source OCT, SS-OCT)和谱域OCT(Spectral Domain OCT, SD-OCT)。其中,SS-OCT往往需要昂贵的高速波长可调谐光源,而SD-OCT则是使用常见的宽带光谱、低光噪声的超辐射发光二极管(Superluminescent Diode,SLD)作为光源,因此更适合工业应用。

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当SD-OCT应用到工业领域,将会带来哪些颠覆性改变?

OCT革新工业检测

当前,国内的自动光学检测(Automated optical inspection, AOI)市场前景广阔,尤其是对透明/半透明产品的检测需求稳步提升,检测质量要求也在不断提高。然而这一领域却面临几大挑战:一是缺乏3D透视能力难以全面洞察内部结构;二是检测精度有待提升,三是无法实时无损检测。而被称作“光学活检”的OCT作为一种强有力的成像手段,具备解决上述行业痛点的全部特点,有望在AOI领域引领一场检测革命!

微亿智造凭借前瞻性的技术视野,开展了近红外波段光学相干层析技术在工业缺陷检测中的应用研究,自主研发SD-OCT成像产品——灵眸OCT,成功实现对透明/半透明以及高散射精密产品的3D无损检测及实时数据分析,有效破解缺陷微小不易被发现、人工检测二次损伤且缺乏有效数据统计等问题。并进一步推出系列行业标机,成功应用于镜头模组以及光学薄膜、液晶屏等多层结构件产品的检测。

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灵眸OCT升级记

成像深度升级

针对高精度镜头模组的成像,传统2D成像只能检测镜头顶层反射面(R1面)的缺陷,OCT技术可实现对底层反射面(R2面)的检测,并实现3D成像。然而,要做到对5mm厚的镜头模组R2面的缺陷检测,成像深度至少要达到8.5mm以上(考虑到镜头玻璃1.7-1.8的折射率),目前市面上大多数OCT光谱仪都难以做到。微亿灵眸OCT大深度版本将成像深度提升至11mm,目前已成功应用到某镜头厂商4-5mm厚的车载镜头R2面的检测上。

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成像方式升级

光学薄膜、液晶屏等具有多层平面结构的产品,因其高反射率特性,采用传统的AOI设备会出现过曝现象,导致对微小结构透明材料的成像效果不佳。针对该问题,我们将灵眸OCT的明场成像方式升级为暗场成像方式,检测多层结构样品的表面和内部缺陷,目前已成功应用到某薄膜厂商的膜伤检测上!

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系统装置升级

微亿目前推出了灵眸OCT标准机台和模块化装置两种类型。灵眸OCT标准机台为整机式,机台内部整合了接收端、采集端和电脑主机;灵眸OCT模块化装置将采集端和接收端分别进行模块化设计,体积小、灵活度高,不仅可以集成到行业标机中,还可单独作为桌面式3D检测设备使用。两种装置都适用于高校研究以及镜头、光学薄膜、液晶屏、晶圆等精密产品的流水线检测,客户可根据实际需要进行选择。

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目前,光学镜片外观检测设备“雷神一号”可智能检测镜片两光片及镀膜、涂墨等产品,已成功部署于多家头部光学镜片制造企业。同时微亿也正持续开发基于新一代OCT技术的系列产品,成像范围和成像速度将进一步得到大幅提升,并将逐步深入应用到更多工业成品检测、制程缺陷检测、材料不良检测等场景中。