光譜共焦測量技術(shù)由于其具有測量精度高、測量速度快、可以實現(xiàn)非接觸測量的獨特優(yōu)勢而被大量應(yīng)用于工業(yè)級測量。讓我們先來看一下光譜共焦技術(shù)的起源和光譜共焦技術(shù)在精密幾何量計量測試中的成熟典型應(yīng)用。共焦顯微術(shù)的概念首先是由美國的 Minsky 于 1955年提出, 其利用共焦原理搭建臺共焦顯微鏡, 并于1957年申請了專利。自20世紀90年代, 隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展, 共焦顯微術(shù)成了研究的熱點，得到快速的發(fā)展。光譜共焦技術(shù)是在共焦顯微術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來,其無需軸向掃描, 直接由波長對應(yīng)軸向距離信息, 從而大幅提高測量速度。 而基于光譜共焦技術(shù)的傳感器是近年來出現(xiàn)的一種高精度、 非接觸式的新型傳感器, 目前精度上可達nm量級。 共焦測量術(shù)由于其高精度、允許被測表面有更大的傾斜角、測量速度快、實時性高、對被測表面狀況要求低、以及高分辨率的獨特優(yōu)勢，迅速成為工業(yè)測量的熱門傳感器，在生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、半導(dǎo)體制造、 表面工程研究、 精密測量等領(lǐng)域得到大量應(yīng)用。光譜共焦技術(shù)可以對生物和材料的微觀結(jié)構(gòu)進行分析。高速光譜共焦排名

在實踐中，光譜共焦位移傳感器可用于很多方面，如：利用獨特的光譜共焦測量原理，憑借一只探頭就可以實現(xiàn)對玻璃等透明材料進行精確的單向厚度測量。透明材料上表面及下表面都會形成不同波長反射光，通過計算可得出透明材料厚度。光譜共焦位移傳感器有效監(jiān)控藥劑盤以及鋁塑泡罩包裝的填充量?？梢允箓鞲衅魍瓿蓪Ρ粶y表面的精確掃描，實現(xiàn)納米級的分辨率。光譜共焦傳感器可以單向?qū)υ噭┢康谋诤襁M行測量,而且對瓶壁沒有壓力。可通過設(shè)計轉(zhuǎn)向反射鏡實現(xiàn)孔壁的結(jié)構(gòu)檢測及凹槽深度的測盤。（創(chuàng)視智能已推出了90°側(cè)向出光版本探頭，可以直接進行深孔和凹槽的測量）光譜共焦傳感器用于層和玻璃間隙測且，以確定單層玻璃之間的間隙厚度。高速光譜共焦的原理光譜共焦位移傳感器可以實現(xiàn)對材料的變形過程進行精確測量，對于研究材料的變形行為具有重要意義。

在容器玻璃的生產(chǎn)過程中，瓶子的圓度和壁厚是重要的質(zhì)量特征。因此，必須檢查這些參數(shù)。任何有缺陷的容器都會立即被拒絕并返回到玻璃熔體中。高處理速度與防止損壞瓶子的需要相結(jié)合，需要快速的非接觸式測量程序。而光譜共焦傳感器適合這項測量任務(wù)。該系統(tǒng)在兩個點上同步測量。數(shù)據(jù)通過 EtherCAT 接口實時輸出，厚度校準功能允許在傳感器的整個測量范圍內(nèi)進行精確的厚度測量。無論玻璃顏色如何，自動曝光控制都可以實現(xiàn)穩(wěn)定的測量。

采用對比測試方法，首先對基于白光共焦光譜技術(shù)的靶丸外表面輪廓測量精度進行了考核，為了便于比較，將原子力顯微鏡輪廓儀的測量數(shù)據(jù)進行了偏移。結(jié)果得出，二者的低階輪廓整體相似，局部的輪廓信息存在一定的偏差，原因在于二者在靶丸赤道附近的精確測量圓周輪廓結(jié)果不一致;此外，白光共焦光譜的信噪比較原子力低，這表明白光共焦光譜適用于靶丸表面低階的輪廓誤差的測量。從靶丸外表面輪廓原子力顯微鏡輪廓儀測量數(shù)據(jù)和白光共焦光譜輪廓儀測量數(shù)據(jù)的功率譜曲線中可以看出，在模數(shù)低于100的功率譜范圍內(nèi)，兩種方法的測量結(jié)果一致性較好，當模數(shù)大于100時，白光共焦光譜的測量數(shù)據(jù)大于原子力顯微鏡的測量數(shù)據(jù)，這也反應(yīng)了白光共焦光譜儀在高頻段測量數(shù)據(jù)信噪比相對較差的特點。由于光譜傳感器Z向分辨率比原子力低一個量級，同時，受環(huán)境振動、光譜儀采樣率及樣品表面散射光等因素的影響，共焦光譜檢測數(shù)據(jù)高頻隨機噪聲可達100nm左右。光譜共焦技術(shù)可以在不破壞樣品的情況下進行分析。

非球面中心偏差的測量手段主要包括接觸式(百分表)和非接觸式(光學(xué)傳感器)。文章基于自準直定心原理和光譜共焦位移傳感技術(shù)，對高階非球面的中心偏差進行了非接觸精密測量。光學(xué)加工人員根據(jù)測量出的校正量和位置方向?qū)η蛎孢M行拋光，使非球面透鏡的中心偏差滿足光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計的要求。由于非球面已加工到一定精度要求，因此對球面的拋光和磨削是糾正非球面透鏡中心偏差的主要方法。利用軸對稱高階非球面曲線的數(shù)學(xué)模型計算被測環(huán)D帶的旋轉(zhuǎn)角度θ，即光譜共焦位移傳感器的工作角。光譜共焦三維形貌儀用超大色散線性物鏡組設(shè)計是一項重要的研究內(nèi)容。平面度測量 光譜共焦應(yīng)用

光譜共焦技術(shù)可以實現(xiàn)對樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察和分析。高速光譜共焦排名

光譜共焦位移傳感器基本原理如圖1所示，由光源、分光鏡、光學(xué)色散鏡頭組、小孔以及光譜儀等部分組成。傳感器通過色散鏡頭進行色散，將位移信息轉(zhuǎn)換成波長信息，使用光譜儀進行光譜分解得出波長的變化信息，再反解得出被測位移。其中色散鏡頭作為光學(xué)部分完成了波長和位移的一一映射，實現(xiàn)了波長和位移之間的編碼轉(zhuǎn)化。光譜儀則實現(xiàn)波長的測量及位移反解輸出。當光譜信息突破小孔的限制，借助平面光柵、凹面反射鏡進行光線的衍射和匯聚，將反射出來的匯聚光照射在線陣CCD上進行光電轉(zhuǎn)換，借助光譜信號采集實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換， 通過解碼得到位移信息。高速光譜共焦排名