防护光谱共焦位移传感器产品基本性能要求

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。它可以应用于材料的力学性能测试、微纳加工、光学元件的制造等多个领域。防护光谱共焦位移传感器产品基本性能要求

本实用新型提供一种光谱共焦位移传感器，包括光源耦合器，入射光纤，光谱共焦位移传感探头，接收光纤，光谱仪，所述光谱仪固定连接所述接收光纤的出光端，所述光谱仪带有感光元件并用于把被测物体的反射光进行色散聚焦到感光元件上且量化成光谱曲线。通过光谱共焦工作原理，避免使用激光直接照射到物体表面而呈现颗粒状的散斑，克服不易确定像点的质心位置的缺陷。1.一种光谱共焦位移传感器，其特征在于，包括有：光源耦合器，所述光源耦合器用于产生多色光；入射光纤，所述入射光纤的入光端固定连接在所述光源耦合器中并用于接收所述光源耦合器所发出的多色光；光谱共焦位移传感探头，所述光谱共焦位移传感探头固定连接在所述入射光纤的出光端，所述光谱共焦位移传感探头用于对入射光纤传导的多色光进行轴向色散后将不同波长的光分别聚焦，并对被测物体的反射光进行传导；哈尔滨光谱共焦位移传感器技术指导光谱共焦位移传感器具有非接触式测量的优势，可以在微观尺度下进行精确的位移测量。

被测物体表面反射的反射光通过探头接收并由接收光纤选择性的传输到光谱仪，光谱仪对反射光进行聚焦并通过设置在光谱仪中的感光元件对反射光进行量化处理，量化后的光波在光谱仪上产生一个光谱波峰，光谱曲线的峰值位置与聚焦于被测物体表面的波长产生对应关系；光谱仪将波长、被测物体的位移和光谱波峰位置三者建立对应关系后进行分析，通过光谱波峰反推出被测物体的位移，实现利用光谱共焦原理测量位移的过程；因此本方案中的光谱共焦位移传感器通过光谱共焦工作原理，避免使用激光直接照射到物体表面而呈现颗粒状的散斑，克服不易确定像点的质心位置的缺陷。

远距离测量：可远离被测物体进行扫描测量。 测量效率高：不像接触测头那样需要探测、返回、移动等进行逐点测量，可高速扫描测量。测量精度高：光斑可聚焦到很小，进而可探测一般机械测头难以探测的部位。 其中，光学测量以三角测量法应用broadest。而根据三角测量法制成的三角位移传感器通常所使用的光源为具有亮度高、探测信噪比高的激光光源，但使用激光进行三角测量时，照射到物体表面的激光会呈现颗粒状的散斑，而且被测物体的颜色、材质和放置的角度会影响的光斑的分布，从而确定像点的质心位置变得异常困难，导致三角法测量误差比较大，在测量光洁度高的物体表面时这些缺陷更为明显，为了更加精细、更加稳定的测量位移，需要采用新型位移测量技术。因此，现有技术还有待于改进和发展。该传感器的应用将有助于提高微纳制造、半导体制造和生物医学等领域中的精密测量的准确性。

传统的探头中采用的是分光镜，分光镜有一定厚度，使光波产生了垂直光轴方向的横向偏移，而波长不同，其横向偏移不相等，导致多色光的光轴发生分离，经过色散镜头后的聚焦点上不在光轴上，其连线也不是一条直线，所以会产生较大的轴向像差和横向像差而降低MTF值，使整个系统产生较大误差，难以保证整个系统的测量精度。因此，本方案采用的半透半反光学镜2300实现所有多色光的波长共光轴，不发生光轴偏移，即发射光线和接收光线沿光轴完全对称，而且没有垂直光轴方向的偏移，可以更好的消除像差，同时其结构简单，提高机械结构的可加工性。它可以实现对材料的表面形貌进行高精度测量，对于研究材料的表面性质具有重要意义。原装光谱共焦位移传感器定做

光谱共焦位移传感器需要专门的光谱共焦显微镜来实现测量。防护光谱共焦位移传感器产品基本性能要求

过去,针对测量待测物体的高度等,已经使用了光谱共焦传感器的技术。例如,日本的intenational公开2014/141535(以下称为专利文献1)公开了使用多个头部的共焦光学系统来进行对测量对象的位移的多点测量的共焦测量设备。在该共焦测量设备中,在各头部中设置有光学滤波器,并且设置要用于测量的波长带,以使得这些头部彼此不同。例如,在No.1头部中使用具有约400nm~600nm的波长的光,并且在第二头部中使用具有约600nm~800nm的波长的光(专利文献1的说明书中的段落、通过以这种方式使要在这些头部中使用的光的波长带彼此不同,可以将分光器内部所布置的摄像装置分割成要由各头部使用的多个区域(通道)。结果,可以针对多个光学头only使用一个分光器(摄像装置)来进行测量对象的多点测量.防护光谱共焦位移传感器产品基本性能要求