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高性能光谱共焦使用方法

来源: 发布时间:2024年01月18日

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、快速测量方式、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。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。高性能光谱共焦使用方法

在点胶工艺中,生成的胶水小球目前只能通过视觉系统进行检验。然而,在生产中需要保证点胶路线是连续和稳定的,为此,可以利用色散共焦测量传感器系统控制许多质检标准中的很多参数。胶水小球必须放置在其他结构的正中间,异常的材料聚集以及连续性断裂都可以通过该系统检测。在3C领域,对于精密点胶的要求越来越高,需要实时检测胶水高度来实现闭环控制。传统激光传感器无法准确测量复杂胶水轮廓的高度,但是色散共焦测量传感器具有可适用于各种胶水轮廓高度测量的测量角度,特别是在圆孔胶高检测方面具有优势。因此目前业界通用做法是采用超大角度光谱共焦传感器,白光是复合光,总会有光线可以反射回来,加大了光线反射夹角(45°),可以完美测量白色透明点胶的轮廓。非接触式光谱共焦制作厂家光谱共焦技术可以实现对样品内部结构的观察和分析。

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,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。结果得出,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。从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。

光谱共焦传感器是一种高精度位移传感器,综合了光学成像和光谱分析技术,广泛应用于3C(计算机、通信和消费电子)电子行业。在智能手机中,光谱共焦传感器可用于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。同时,还可以测量手机屏幕的曲面角度和厚度等参数。在生产平板电脑过程中,光谱共焦传感器还可用于各种移动结构部件的位移和振动检测。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,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和应用将推动中国科技事业的发展。

为了满足全天候观察的需求,设计了波段范围为可见光-短波红外宽光谱共焦光学成像系统。根据宽光谱共焦原理以及光学被动式无热化原理,设计了一个波段范围为0.4μm~2.5μm、焦距数为50 mm,F数为2.8的光学成像系统,该系统在可见光波段在奈奎斯特频率为30 lp/mm时传函值高于0.7,红外波段在奈奎斯特频率为30 lp/mm时传函值高于0.5,探测器选用为15μm×15μm、像元数为640 pixel×512 pixel碲镉汞探测器。该宽光谱共焦型光学系统均采用普通玻璃材料以及易加工的球面透镜,在温度范围-40℃~+60℃内对光学系统消热差,实现了无需调焦即可满足昼夜观察的使用需求,可广泛应用于安防监控、森林防火等领域。光谱共焦技术在材料科学领域可以用于材料表面和内部的成像和分析。孔检测传感器光谱共焦厂家

光谱共焦技术可以实现高分辨率的成像和分析。高性能光谱共焦使用方法

高像素传感器的设计取决于对焦水平和图像室内空间NA的要求。同时,在光谱共焦位移传感器中,屏幕分辨率通常采用全半宽来进行精确测量。高NA可以降低半宽,提高分辨率。因此,在设计超色差摄像镜头时,需要尽可能提高NA。高图像室内空间NA可以提高传感器系统的灯源使用率,并允许待测表面在相对大的角度或某些方向上倾斜。但是,同时提高NA也会导致球差扩大,并增加电子光学设计的优化难度。传感器的检测范围主要取决于超色差镜片的纵向色差。因为光谱仪在各个波长的像素应该是一致的,如果纵向色差与波长之间存在离散系统,这种离散系统也会对传感器的像素或灵敏度在不同波长上造成较大的差别,从而损害传感器的特性。通过使用自然散射的玻璃或者衍射光学元件(DOE)可以形成足够强的色差。然而,制造难度和成本相对较高,且在可见光范围内透射损耗也非常高。高性能光谱共焦使用方法

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