光谱共焦传感器如何工作?共焦色度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。共焦测量提供纳米分辨率并且几乎与目标材料分开运行。在整个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,通常 <10 µm。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。激光共焦扫描显微镜将被测物体沿光轴移动或将透镜沿光轴移动。高采样速率光谱共焦设备生产
光谱共焦传感器可以提供结合高精度和高速的新现代技术。这些特性使这些多功能距离和位移传感器非常适合工业 4.0 的高要求。在工业 4.0 的世界中,传感器必须能够进行高速测量并提供高精度结果,以确保可靠的质量保证。光学测量技术是非接触式的,于目标材料分开和表面特性,因此它们对生产和检测过程变得越来越重要。这是“实时”生产过程中的一个主要优势,在这种过程中,触觉测量技术正在发挥其极限,尤其是当目标位于难以接近的区域时。光谱共焦传感器提供突破性的技术、高精度和高速度。此外,共焦色差测量技术允许进行距离测量、透明材料的多层厚度测量、强度评估以及钻孔和凹槽内的测量。测量过程是无磨损的、非接触式的,并且实际上与表面特性无关。由于测量光斑尺寸极小,即使是非常小的物体也能被检测到。因此,共焦色度测量技术适用于在线质量控制。静安区光谱共焦按需定制光谱共焦位移传感器可以应用于材料科学、生物医学、纳米技术等多个领域。
由于光谱共焦传感器对于不同的反射面反射回来的单色光的波长不同,因此对于材料的厚度精密测量具有独特的优势。光学玻璃、生物薄膜、平行平板等,两个反射面都会反射不同波长的单色光,进而只需一个传感器,即可推算出厚度,测量精度可达微米量级,且不损伤被测表面。利用光谱共焦位移传感器测量透明材料厚度的应用,计算了该系统的测量误差范围大概为 0.005mm。利用光谱共焦传感器对平行平板的厚度以及光学镜头的中心厚度进行测量的方法,并针对被测物体材料的色散对厚度测量精度的影响做了理论的分析。为了探究由流体跌落方式制备的薄膜厚度与跌落模式、雷诺数、底板的倾斜角度之间的关系,采用光谱共焦传感器实时监控制备后的薄膜厚度,利用对顶安装的白光共焦传感器组,实现了对厚度为 10—100μm 的金属薄膜厚度及分布的精确测量,并进行了测量不确定度分析,得到系统的测量不确定度为 0.12μm 左右。
光谱共焦测量技术是共焦原理和编码技术的融合。一个完整的相对高度范畴能够通过使用白光灯灯源照明灯具和光谱仪完成精确测量。光谱共焦位移传感器的精确测量原理如下图1所显示,灯源发出光经过光纤,再通过超色差镜片,超色差镜片能够聚焦在直线光轴上,产生一系列可见光聚焦点。这种可见光聚焦点是连续的,不重合的。当待测物放置检测范围内时,只有一种光波长能够聚焦在待测物表层并反射面,依据激光光路的可逆回到光谱仪,产生波峰焊。全部别的波长也将失去焦点。运用单频干涉仪的校准信息计算待测物体的部位,创建光谱峰处波长偏移的编号。该超色差镜片通过提升,具备比较大的纵向色差,用以在径向分离出来电子光学信号的光谱成份。因而,超色差镜片是传感器关键部件,其设计方案尤为重要。光谱共焦技术在电子制造领域可以用于电子元件的精度检测和测量。
光谱共焦传感器是采用复色光为光源的传感器,其测量精度能够达到微米量级,可用于对漫反射或镜反射被测物体的测量。此外,光谱共焦位移传感器还可以对透明物体进行单向厚度测量,光源和接收光镜为同轴结构,有效地避免了光路遮挡,并使传感器适于测量直径4.5mm以上的孔及凹槽的内部结构。光谱共焦位移传感器在测量透明物体的位移时,由于被测物体的上、下两个表面都会反射,而传感器接收到的位移信号是通过其上表面计算出来的,从而会引起一定的误差。本文基于测量平行平板的位移,对其进行了误差分析。光谱共焦技术的研究和应用将推动科学技术的进步。延庆区光谱共焦答疑解惑
光谱共焦透镜组设计和性能优化是光谱共焦技术研究的重要内容之一。高采样速率光谱共焦设备生产
光谱共焦位移传感器原理,由光源、透镜组、控制箱等组成。光源发出1束白光,透镜组先将白光发散成一系列波长不同的单色光,然后经同轴聚焦在一定范围内形成1个连续的焦点组,每个焦点的单色光波长对应1个轴向位置。当样品处于焦点范围内时,样品表面将聚焦后的光反射回去。这些反射回来的光经过与镜头组焦距相同的聚焦镜再次聚焦后通过狭缝进入控制箱中的单色仪。因此,只有焦点位置正好处于样品表面的单色光才能聚焦在狭缝上。单色仪将该波长的光分离出来,由控制箱中的光电组件识别并 得到样品的轴向位置。采用高数值孔径的聚焦镜头可以使传感器达到较高分辨率,满足薄膜厚度分布测量要求。高采样速率光谱共焦设备生产