高性能光谱共焦常用解决方案

光谱共焦是一种综合了光学成像和光谱分析技术的高精度位移传感器，在3C（计算机、通信和消费电子）电子行业中应用极为大量。光谱共焦传感器可以用于智能手机内线性马达的位移测量，通过实时监控和控制线性马达的位移，可大幅提高智能手机的定位功能和相机的成像精度。也能测量手机屏的曲面角度、厚度等。平板电脑内各种移动结构部件的位移和振动检测是平板电脑生产过程中非常重要的环节。光谱共焦传感器可以通过对平板电脑内的各种移动机构、控制元件进行精密位移、振动、形变和应力等参数的测量，从而实现对其制造精度和运行状态的实时监控。光谱共焦技术的研究对于相关行业的发展具有重要意义。高性能光谱共焦常用解决方案

光谱共焦测量原理通过使用多透镜光学系统将多色白光聚焦到目标表面来工作。透镜的排列方式是通过控制色差（像差）将白光分散成单色光。工厂校准为每个波长分配了一定的偏差（特定距离）。只有精确聚焦在目标表面或材料上的波长才能用于测量。从目标表面反射的这种光通过共焦孔径到达光谱仪，该光谱仪检测并处理光谱变化。漫反射表面和镜面反射表面都可以使用共焦彩色原理进行测量。共焦测量提供纳米分辨率并且几乎与目标材料分开运行。在传感器的测量范围内实现了一个非常小的、恒定的光斑尺寸。微型径向和轴向共焦版本可用于测量钻孔或钻孔的内表面，以及测量窄孔、小间隙和空腔。高性能光谱共焦常用解决方案光谱共焦位移传感器可以实现对材料的振动频率和振动幅度的测量，对于研究材料的振动特性具有重要意义。

光谱共焦传感器作为一种新型高精密传感器，其测 量精密度可达 土 0.02%。开始产生在法国的，相较于光栅尺、容栅 或电感器电台广播、电感器差动变压器式偏移传感器，其在偏移测量方面的优势更加明显。现如今，因为光谱共焦传感器拥有高精密、，因而，其在几何量高精密测量层面的应用愈来愈普遍，如漫反射光及平面图反射面的偏移测量、平整度测量、塑料薄膜及透明材料薄厚测量、外表粗糙度测量等。在偏移测量层面，自光谱共焦传感器面世至今，它基本功能就是测量偏移。马敬等对光谱共焦传感器的散射目镜进行分析，制定了散射目镜的构造，提升了光谱共焦传感器的各项特性；毕 超 等 利 用光谱共焦传感器完成了对飞机发动机电机转子叶子空隙的高精密、高效率的测量。在平整度测量层面，位恒政等对光谱共焦传感器的检测误差进行分析，在其中，对其平面图检测误差科学研究时，利用光谱共焦传感器对圆平晶的平整度开展测量，获得了平面图检测误差值。

采用对比测试方法，首先对基于白光共焦光谱技术的靶丸外表面轮廓测量精度进行了考核，图5(a)是靶丸外表面轮廓的原子力显微镜轮廓仪和白光共焦光谱轮廓仪的测量曲线。为了便于比较，将原子力显微镜轮廓仪的测量数据进行了偏移。从图中可以看出，二者的低阶轮廓整体相似，局部的轮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确测量圆周轮廓结果不一致;此外，白光共焦光谱的信噪比较原子力低，这表明白光共焦光谱适用于靶丸表面低阶的轮廓误差的测量。图5(b)是靶丸外表面轮廓原子力显微镜轮廓仪测量数据和白光共焦光谱轮廓仪测量数据的功率谱曲线，从图中可以看出，在模数低于100的功率谱范围内，两种方法的测量结果一致性较好，当模数大于100时，白光共焦光谱的测量数据大于原子力显微镜的测量数据，这也反应了白光共焦光谱仪在高频段测量数据信噪比相对较差的特点。由于光谱传感器Z向分辨率比原子力低一个量级，同时，受环境振动、光谱仪采样率及样品表面散射光等因素的影响，共焦光谱检测数据高频随机噪声可达100nm左右。光谱共焦技术可以对生物和材料的微观结构进行分析。

在塑料薄膜及透明材料薄厚测量层面，朱万彬等阐述了光谱共焦传感器在测量全透明平板电脑的平整度时，由全透明平板电脑的折光率不同而引进的测量误差并进行补偿；曹太腾等基千三维数据 测量的机器视觉技术，利用光谱共焦传感器对透明材料薄厚及弧形玻璃曲面薄厚进行检测。在外表粗糙度测量层面，沈雪琴等阐述了不一样 方式测量外表粗糙度时优缺点 ，选择了根据光谱共焦传感器的测量方式并进行了有关试验，为外表粗糙度的高精密测量提供了一种新方法；林杰俊等利用光谱共焦法测量外表粗糙度样块的表面粗糙度，并阐述了其 测量不确定度。文中利用  小二乘法测算校准误差并进行了离散系统误差测算，减少光谱共焦传感器校准后的误差，并在不同精密度标准器下，探寻光谱共焦传感器的校准误差的变化情况，对今后对光谱共焦传感器的应用及科学研究拥有重要意义。光谱共焦技术具有很大的市场潜力。石景山区光谱共焦详情

光谱共焦三维形貌仪用超大色散线性物镜组设计是一项重要的研究内容。高性能光谱共焦常用解决方案

光谱共焦测量技术由于其高精度、允许被测表面有更大的倾斜角、测量速度快、实时性高、对被测表面状况要求低、以及高分辨率的独特优势，迅速成为工业测量的热门传感器，在生物医学、材料科学、半导体制造、表面工程研究、精密测量、3C电子等领域得到大量应用。本次测量场景使用的是创视智能TS-C1200光谱共焦传感头和CCS控制器。TS-C系列光谱共焦位移传感器能够实现0.025µm的重复精度，±0.02% of F.S.的线性精度， 30kHz的采样速度，以及±60°的测量角度，能够适应镜面、透明、半透明、膜层、金属粗糙面、多层玻璃等材料表面，支持485、USB、以太网、模拟量的数据传输接口。高性能光谱共焦常用解决方案