高采样速率光谱共焦技术

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；高采样速率光谱共焦技术

光谱共焦传感器结合了高精度和高速度的现代技术，在工业 4.0 的高要求下，这些多功能距离和位移传感器非常适合使用。在工业 4.0 的世界中，传感器必须进行高速测量并提供高精度结果，以确保可靠的质量保证。由于光学测量技术是非接触式的，它们在生产和检测过程中变得越来越重要，可以单独应用于目标材料分开和表面特性。这是在“实时”生产过程中的一个主要优势，尤其是当目标位于难以接近的区域时，触觉测量技术正在发挥其极限。共焦色差测量技术提供突破性的技术，高精度和高速度，并且可以用于距离测量、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。由于测量光斑尺寸很小，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。在线管道壁厚检测光谱共焦市场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；

光谱共焦位移传感器可以嵌入2D扫描系统进行测量，提供有关负载表面形貌的2D和高度测量数据。它的创新原理使传感器能够直接透过透明工件的前后表面进行厚度测量，并且只需要使用一个传感器从工件的一侧进行测量。相较于三角反射原理的激光位移传感器，因采用同轴光，所以光谱共焦位移传感器可以更有效地测量弧形工件的厚度。该传感器采样频率高，体积小，且带有便捷的数据接口，因此很容易集成到在线生产和检测设备中，实现线上检测。由于采用超高的采样频率和超高的精度，该传感器可以对震动物体进行测量，同时采用无触碰设计，避免了测量过程中对震动物体的干扰，也可以对复杂区域进行详细的测量和分析。

在硅片栅线的厚度测量过程中，创视智能TS-C系列光谱共焦传感器和CCS控制器被使用。TS-C系列光谱共焦位移传感器具有0.025 µm的重复精度，±0.02%的线性精度，10kHz的测量速度和±60°的测量角度。它适用于镜面、透明、半透明、膜层、金属粗糙面和多层玻璃等材料表面，支持485、USB、以太网和模拟量数据传输接口。在测量太阳能光伏板硅片栅线厚度时，使用单探头在二维运动平台上进行扫描测量。栅线厚度可通过栅线高度与基底高度之差获得，通过将需要扫描测量的硅片标记三个区域并使用光谱共焦C1200单探头单侧测量来完成测量。由于栅线不是平整面，并且有一定的曲率，因此对于测量区域的选择具有较大的随机性影响。其中，光源的性能和稳定性是影响测量精度的关键因素之一。

在容器玻璃生产过程中，圆度和壁厚是重要的质量特征，需要进行检查。任何有缺陷的容器都会被判定为不合格产品并返回到玻璃熔体中。为了实现快速的非接触式测量，并确保不损坏瓶子，需要高处理速度。对于这种测量任务，光谱共焦传感器是一种合适的选择。该系统在两个点上同步测量并通过EtherCAT接口实时输出数据，厚度校准功能允许在传感器的整个测量范围内进行精确的厚度测量。此外，自动曝光控制可以实现对不同玻璃颜色的测量的稳定性。光谱共焦位移传感器可以应用于材料科学、医学、纳米技术等多个领域；防水型光谱共焦供应

光谱共焦位移传感器在微机电系统、医学、材料科学等领域中有着广泛的应用。高采样速率光谱共焦技术

根据对光谱共焦位移传感器原理的理解和分析，可以得出理想的镜头应具备以下性能：首先，产生较大的轴向色差，通常需要对镜头进行消色差措施，而该传感器需要利用色差进行测量，需要将其扩大化；其次，产生轴向色差后，焦点在轴上会因单色光的球差问题而导致光谱曲线响应的FWHM（半峰全宽）变大，影响分辨率；同时，为确保单色光在轴上汇聚到单一点，需要控制其球差；为保证传感器的线性度并平衡其各聚焦位置的灵敏度，焦点位置应尽量与波长成线性关系。高采样速率光谱共焦技术