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(shí)現非接觸測量的獨特優(yōu)勢而被大量應用于工業(yè)級測量。讓我們先來(lái)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(zhuān)利。自20世紀90年代, 隨著(zhù)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(diǎn)，得到快速的發(fā)展。光譜共焦技術(shù)是在共焦顯微術(shù)基礎上發(fā)展而來(lái),其無(wú)需軸向掃描, 直接由波長(cháng)對應軸向距離信息, 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(lái)出現的一種高精度、 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(shí)時(shí)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(mén)傳感器，在生物醫學(xué)、材料科學(xué)、半導體制造、 表面工程研究、 精密測量等領(lǐng)域得到大量應用。光譜共焦技術(shù)可以對生物和材料的微觀(guān)結構進(jìn)行分析。高速光譜共焦排名

在實(shí)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(shí)現對玻璃等透明材料進(jìn)行精確的單向厚度測量。透明材料上表面及下表面都會(huì )形成不同波長(cháng)反射光，通過(guò)計算可得出透明材料厚度。光譜共焦位移傳感器有效監控藥劑盤(pán)以及鋁塑泡罩包裝的填充量。可以使傳感器完成對被測表面的精確掃描，實(shí)現納米級的分辨率。光譜共焦傳感器可以單向對試劑瓶的壁厚進(jìn)行測量,而且對瓶壁沒(méi)有壓力。可通過(guò)設計轉向反射鏡實(shí)現孔壁的結構檢測及凹槽深度的測盤(pán)。（創(chuàng )視智能已推出了90°側向出光版本探頭，可以直接進(jìn)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(shí)現對材料的變形過(guò)程進(jìn)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(guò)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。任何有缺陷的容器都會(huì )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)。該系統在兩個(gè)點(diǎn)上同步測量。數據通過(guò) EtherCAT 接口實(shí)時(shí)輸出，厚度校準功能允許在傳感器的整個(gè)測量范圍內進(jìn)行精確的厚度測量。無(wú)論玻璃顏色如何，自動(dòng)曝光控制都可以實(shí)現穩定的測量。

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(jìn)行了考核，為了便于比較，將原子力顯微鏡輪廓儀的測量數據進(jìn)行了偏移。結果得出，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據和白光共焦光譜輪廓儀測量數據的功率譜曲線(xiàn)中可以看出，在模數低于100的功率譜范圍內，兩種方法的測量結果一致性較好，當模數大于100時(shí)，白光共焦光譜的測量數據大于原子力顯微鏡的測量數據，這也反應了白光共焦光譜儀在高頻段測量數據信噪比相對較差的特點(diǎn)。由于光譜傳感器Z向分辨率比原子力低一個(gè)量級，同時(shí)，受環(huán)境振動(dòng)、光譜儀采樣率及樣品表面散射光等因素的影響，共焦光譜檢測數據高頻隨機噪聲可達100nm左右。光譜共焦技術(shù)可以在不破壞樣品的情況下進(jìn)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(jìn)行了非接觸精密測量。光學(xué)加工人員根據測量出的校正量和位置方向對球面進(jìn)行拋光，使非球面透鏡的中心偏差滿(mǎn)足光學(xué)系統設計的要求。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(chēng)高階非球面曲線(xiàn)的數學(xué)模型計算被測環(huán)D帶的旋轉角度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(xiàn)性物鏡組設計是一項重要的研究?jì)热荨Ｆ矫娑葴y量 光譜共焦應用

光譜共焦技術(shù)可以實(shí)現對樣品內部結構的觀(guān)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(guò)色散鏡頭進(jìn)行色散，將位移信息轉換成波長(cháng)信息，使用光譜儀進(jìn)行光譜分解得出波長(cháng)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(cháng)和位移的一一映射，實(shí)現了波長(cháng)和位移之間的編碼轉化。光譜儀則實(shí)現波長(cháng)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(jìn)行光線(xiàn)的衍射和匯聚，將反射出來(lái)的匯聚光照射在線(xiàn)陣CCD上進(jìn)行光電轉換，借助光譜信號采集實(shí)現模數轉換， 通過(guò)解碼得到位移信息。高速光譜共焦排名

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