高速光谱共焦测厚度

靶丸内表面轮廓是激光核聚变靶丸关键参数之一，需要进行精密检测。本文基于白光共焦光谱和精密气浮轴系，分析了靶丸内表面轮廓测量的基本原理，并建立了相应的白光共焦光谱测量方法。同时，作者还搭建了靶丸内表面轮廓测量实验装置，并利用靶丸光学图像的辅助调心方法，实现了靶丸内表面低阶轮廓的精密测量，获得了准确的靶丸内表面轮廓曲线。作者在实验中验证了测量结果的可靠性，并进行了不确定度分析，结果表明，白光共焦光谱能够实现靶丸内表面低阶轮廓的精密测量。国内外已经有很多光谱共焦技术的研究成果发表；高速光谱共焦测厚度

硅片栅线的厚度测量方法我们还用创视智能TS-C系列光谱共焦传感器和CCS控制器，TS-C系列光谱共焦位移传感器能够实现0.025 μm的重复精度，±0.02% of F.S.的线性精度，10kHz的测量速度，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。我们主要测量太阳能光伏板硅片删线的厚度，所以这次用单探头在二维运动平台上进行扫描测量。栅线测量方法：首先我们将需要扫描测量的硅片选择三个区域进行标记如图1，用光谱共焦C1200单探头单侧测量，栅线厚度是栅线高度-基底的高度差。二维运动平台扫描测量（由于栅线不是一个平整面，自身有一定的曲率，对测量区域的选择随机性影响较大）。国内光谱共焦的用途和特点光谱共焦技术可以实现对样品内部结构的观察和分析；

三坐标测量机是加工现场常用的高精度产品尺寸及形位公差检测设备，其具有通用性强，精确可靠等优点。本文面向一种特殊材料异型结构零件内曲面的表面粗糙度测量要求，提出一种基于高精度光谱共焦位移传感技术的表面粗糙度在线测量的方法，利用工业现场常用的三坐标测量机平台执行轮廓扫描，并记录测量扫描位置实时空间横坐标，根据空间坐标关系，将测量扫描区域的微观高度信息和扫描采样点组织映射为微观轮廓，经高斯滤波处理得到测量对象的表面粗糙度信息。

随着精密仪器制造业的发展，人们对于工业生产测量的要求越来越高，希望能够生产出具有精度高、适应性强、实时无损检测等特性的位移传感器，光谱共焦位移传感器的出现，使问题得到了解决，它是一种非接触式光电位移传感器，测量精度可达亚微米级甚至于更高，对背景光，环境光源等杂光的抗干扰能力强，适应性强，且其在体积方面具有小型化的特点，因此应用前景十分大量。光学色散镜头是光谱共焦位移传感器的重要组成部分之一，镜头组性能参数对位移传感器的测量精度与分辨率起着决定性的作用。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。光谱共焦位移传感器在微机电系统、生物医学、材料科学等领域中有着广泛的应用。怎样选择光谱共焦常用解决方案

光谱共焦技术可以实现高分辨率的成像和分析；高速光谱共焦测厚度

光谱共焦技术将轴向距离与波长建立起一套编码规则，是一种高精度、非接触式的光学测量技术。基于光谱共焦技术的传感器作为一种亚微米级、快速精确测量的传感器，已经被大量应用于表面微观形状、厚度测量、位移测量、在线监控及过程控制等工业测量领域。展望其未来，随着光谱共焦传感技术的发展，必将在微电子、线宽测量、纳米测试、超精密几何量计量测试等领域得到更多的应用。光谱共焦技术是在共焦显微术基础上发展而来，其无需轴向扫描，直接由波长对应轴向距离信息，从而大幅提高测量速度。高速光谱共焦测厚度