本实用新型目的在于针对现有技术所存在的不足而提供光谱共焦位移传感器系统的技术方案,采用价格便宜的Y型光纤和光谱共焦透镜组,结构简单,使用方便,具有较强的实用性,实现了传感器探头的小型化,光源发射和接收同光路,利用光谱仪对采集的光波进行采集分析,测量精度高,适用于具有高深宽比、陡峭内壁表面有缺陷的玻璃间隙表面进行测量。为了解决上述技术问题,本实用新型采用如下技术方案:光谱共焦位移传感器系统,其特征在于:传感器系统由卤素灯光源、Y型光纤、光谱共焦透镜组、共焦小孔和光谱仪组成,卤素灯光源连接Y型光纤,光谱仪通过共焦小孔连接Y型光纤一端,y型光纤另一端连接光谱共焦透镜组,光谱共焦透镜组包括盒盖、盒体、两个双凸球面镜、套筒和一个弯月透镜,盒体内设置有光路通道、限位槽和透光孔,光路通道位于限位槽和透光孔之间,光路通道上从左往右依次设置有两个相互平行的number one卡槽和一个第二卡槽,两个双凸球面镜分别限位在两个number one卡槽内,弯月透镜限位在第二卡槽内,Y型光纤通过SMA905插头与盒体相连。该传感器可用于微纳制造、生物医学、半导体制造等领域中的精密测量。无锡常用光谱共焦位移传感器
本实用新型的工作原理如下:1)卤素灯光源发出的光,通过Y型光纤后,一端经光谱共焦透镜组后,照射到被测物体表面,经过光谱共焦透镜组后买不同波长的光产生光谱的色散。2)光源通过光谱共焦透镜组后,照射到某一位置的被测物体,经被测物体表面反射的某一波长的单色光,反向回到Y型光纤的另一端,单色光到达共焦小孔,由于小孔滤波的作用,only有被测物体表面反射的该波长单色光,通过共焦小孔后进入光谱仪,采集光谱信息;并通过调整被测物体的位置,利用光谱仪来收集反射回来光的光谱信息。3)对采集到的光谱信息进行光强的归一化处理,并对原始的光谱数据进行去噪平滑等预处理后,拟合出一条符合平滑的曲线,然后采用高斯拟合的算法来进行峰谱定位,高斯函数的峰值位置为其一阶导数的零点,可以认为找到了高斯函数的一阶导数零点就找到了高斯函数的峰谱位置。4)利用超精密的运动控制台,来标定不同位置对应的光谱谱峰值,找出一一对应关系;标定完成后,通过读取软件上峰谱值的大小,就可以测出被测物离光源的精确位置。以上only为本实用新型的具体实施例,但本实用新型的技术特征并不局限于此。任何以本实用新型为基础,为实现基本相同的技术效果,所作出地简单变化、等同替换或者修饰等。无锡常用光谱共焦位移传感器光谱共焦位移传感器具有高精度、非接触式、抗温度、抗振动等优点。
在探头壳体的内侧壁上固定设置有反光镜，所述反光镜用于反射所述半透半反光学镜所发出的反射光，即反光镜对半透半反光学镜所反射的光线进行再次反射，所述接收光纤入光端位于所述反光镜的上方，通过反光镜所反射的反射光进入到接收光纤的入光端，再通过接收光纤传递反射光到光谱仪。本实施例中采用的入射光纤和接收光纤的入光端和出光端的用于导光的纤芯直径均为微米级，直径通常为50-100毫米，导光直径非常小，当反射光的焦点落在接收光纤的纤芯之外时，无法对反射光进行接收，而需要测量的相应波长的反射光可以顺利通过接收光纤的纤芯，被顺利接收和传导，实现对不同波长的反射光进行选择和物理过滤，因此可以通过缩小光纤的纤芯直径来使采样信号更锐利，从提高采样信号的信噪比和测量精确度。
采用入射光纤和接收光纤分离的方式，发射光和反射光从不同的光路中传输，从而避免光线在传输过程中产生内部干扰，提高了光谱共焦系统的信噪比；而且通过设置发射光和反射光的单独通道，光路更顺畅，发射光和反射光分别在入射光纤和接收光纤中传播时不会出现自身反射，从而避免光信号的干扰和能量损失。而传统的光路设置过程中，采用的是Y型光纤，入射光纤和接收光纤在探头内耦合成一条光纤，形成Y型光纤，这样会产生内部串扰，降低信噪比，影响有效信号的提取和整个系统的稳定性。而本方案中的入射光纤和接收光纤单独进行设置，可以避免传统Y型光纤的问题，使光的传播更加稳定。该传感器的测量范围受到光谱共焦显微镜的成像范围限制。
准直镜组与色散聚焦镜组同轴设置，且准直镜组和色散聚焦镜组共焦点。这样，使准直镜组与色散聚焦镜组形成4F光学系统，进一步减小杂散光。准直镜组与色散聚焦镜组结构简单，易于加工装配和调整，同时实现准直镜组与色散聚焦镜组的轴向色散与波长有较好的函数关系的优点；例如，轴向色散与波长产生三次函数关系，有利于加快后续处理数据的运算速度。本实用新型的光谱仪包括有机壳，在机壳中固定设置有棱镜组，棱镜组位于接收光纤出光端的轴向上，棱镜组用于对反射光进行色散，在机壳内固定设置有聚焦透镜组，聚焦透镜组用于对色散后的光进行聚焦，位于机壳内的所述感光元件设置在聚焦透镜组的出光端并用于接收聚焦后的多色光。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。无锡常用光谱共焦位移传感器
它的精度可以达到纳米级别，适用于各种需要高精度位移测量的领域。无锡常用光谱共焦位移传感器
光学头内部的结构不受限制,并且可以适当地设计。例如,可以使用诸如孔和准直透镜等的其它透镜。在本实施例中,可以通过No.1光学头和第二光学头来测量待测物体上的两个测量点的位置。换句话说,可以同时对作为No.1 光学头和第二光学头的测量对象的两个测量点和进行多点测量。当然,本发明不限于在同一待测物体0上进行多点测量的情况,并且可以同时测量两个不同的待测物体。将从No.1光学头和第二光学头射出的测量光和经由光纤和引导至控制器。射出绿色光作为测量光和。当然,本发明不限于射出同一波长光的情况,并且可以射出分别与测量点和的位置相对应的波长光。无锡常用光谱共焦位移传感器