利用离焦诱导的弥散圆特征进行镜面颗粒尺寸测量

光学表面颗粒污染检测是保障空间望远镜成像性能的重要措施。传统颗粒污染检测常使用暗场散射显微镜拍摄颗粒图像，再对图像中颗粒外轮廓作外接圆计算颗粒尺寸。该方法要求拍摄过程严格对焦，对不规则形状的颗粒尺寸检测结果误差较大。为了提高检测镜面上微小颗粒尺寸的精度，消除对焦不准和颗粒形状差异带来的误差。本文提出利用离焦诱导的弥散圆检测颗粒尺寸的方法。利用颗粒尺寸与颗粒散射能量的对应关系，通过离焦将颗粒的暗场散射图像变成弥散圆。最后分析颗粒离焦弥散圆特征来测量颗粒的真实尺寸。该方法可以规避颗粒形状以及系统对焦程度对检测结果的干扰。实验结果表明：利用离焦弥散圆检测颗粒尺寸的方法在不同离焦量下都有较高的检测精度，相较于传统的使用暗场散射显微镜的方法，对于不规则形状颗粒尺寸的检测误差从平均58%降低到10.3%。验证了离焦弥散圆检测颗粒尺寸方法的可行性，并可以有效提高检测不规则颗粒尺寸的精度。