光谱共焦测量技术由于其具有测量精度高、测量速度快、可以实现非接触测量的独特优势而被大量应用于工业级测量。让我们先来看一下光谱共焦技术的起源和光谱共焦技术在精密几何量计量测试中的成熟典型应用。共焦显微术的概念首先是由美国的 Minsky 于 1955年提出, 其利用共焦原理搭建台共焦显微镜, 并于1957年申请了专利。自20世纪90年代, 随着计算机技术的飞速发展, 共焦显微术成了研究的热点,得到快速的发展。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。 而基于光谱共焦技术的传感器是近年来出现的一种高精度、 非接触式的新型传感器, 目前精度上可达nm量级。 共焦测量术由于其高精度、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、 精密测量等领域得到大量应用。光谱共焦位移传感器可以实现对材料的微小变形进行精确测量,对于研究材料的性能具有重要意义;国内光谱共焦检测
高像素传感器设计方案取决于的光对焦水平,要求严格图象室内空间NA的眼镜片。另一方面,光谱共焦位移传感器的屏幕分辨率通常采用光谱抗压强度的全半宽来精确测量。高NA能够降低半宽,提高分辨率。因而,在设计超色差摄像镜头时,NA应尽可能高的。高图象室内空间NA能提高传感器系统的灯源使用率,使待测表层轮廊以比较大视角或一定方向歪斜。可是,NA的提高也会导致球差扩大,并产生电子光学设计优化难度。传感器检测范围主要是由超色差镜片的纵向色差确定。因为光谱仪在各个波长的像素一致,假如纵向色差与波长之间存在离散系统,这类离散系统也会导致感应器在各个波长的像素或敏感度存在较大差别,危害传感器特性。纵向色差与波长的线性相关选用线形相关系数来精确测量,必须接近1。一般有两种方法能够形成充足强的色差:运用玻璃的当然散射;应用衍射光学元器件(DOE)。除开生产制造难度高、成本相对高外,当能见光根据时 ,透射耗损也非常高。品牌光谱共焦检测线性色散设计的光谱共焦测量技术是一种新型的测量方法。
光谱共焦位移传感器包括光源、透镜组和控制箱等组成部分。光源发出一束白光,透镜组将其发散成一系列波长不同的单色光,通过同轴聚焦在一定范围内形成一个连续的焦点组 ,每个焦点的单色光波长对应一个轴向位置。当样品位于焦点范围内时,样品表面会聚焦后的光反射回去,这些反射回来的光再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,只有位于样品表面的焦点位置才能聚焦在狭缝上,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获取样品的轴向位置。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。
靶丸内表面轮廓是激光核聚变靶丸的关键参数,需要精密检测。本文首先分析了基于白光共焦光谱和精密气浮轴系的靶丸内表面轮廓测量基本原理,建立了靶丸内表面轮廓的白光共焦光谱测量方法。此外,搭建了靶丸内表面轮廓测量实验装置,建立了基于靶丸光学图像的辅助调心方法,实现了靶丸内表面轮廓的精密测量,获得了准确的靶丸内表面轮廓曲线;对测量结果的可靠性进行了实验验证和不确定度分析,结果表明 ,白光共焦光谱能实现靶丸内表面低阶轮廓的精密测量.光谱共焦位移传感器可以用于材料、结构和生物等领域的位移和形变测量。
光谱共焦测量技术是共焦原理和编码技术的结合。白色光源和光谱仪可以完成一个相对高度范围的准确测量。光谱共焦位移传感器的准确测量原理如图1所示。在光纤和超色差镜片的帮助下,产生一系列连续而不重合的可见光聚焦点。当待测物体放置在检测范围内时,只有一种光波长能够聚焦在待测物表面并反射回来,产生波峰信号。其他波长将失去对焦。使用干涉仪的校准信息可以计算待测物体的位置,并创建对应于光谱峰处波长偏移的编码。超色差镜片通过提高纵向色差,可以在径向分离出电子光学信号的不同光谱成分,因此,是传感器的关键部件,其设计方案非常重要。光谱共焦技术在材料科学领域可以用于材料的性能测试和分析。光谱共焦价格
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物体的表面形貌可以基于距离的确定来进行。光谱共焦传感器还可用于测量气缸套的圆度、直径、粗糙度和表面结构。当测量对象包含不同类型的材料(例如塑料和金属)时,尽管距离值保持不变,但反射率会突出材料之间的差异。划痕和不平整会影响反射度并变得更加直观。在检测到信号强度的变化后,系统会创建目标及其精细结构的精确图像。除了距离测量之外,另一种选择是使用信号强度进行测量,这可以实现精细结构的可视化。通过恒定的曝光时间,可以获得关于表面评估的附加信息 。国内光谱共焦检测