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。光谱共焦位移传感器可以用于结构的振动、变形和位移等参数的测量。高速光谱共焦设备生产
光谱共焦位移传感器是基于共焦原理采用复色光为光源的传感器,其测扯精度能够达到nm量级,可用于表面呈漫反射或镜反射的物体的测匮。此外,光谱共焦位移传感器还可以对透明物体进行单向厚度测量。由于其在测量位 移方面具有高精度的特性,对千单层和多层透明物体,除准确测量该物体的位移之外,还可以单方向测量其厚度。本文将光谱共焦位移传感器应用于位移测量中,通过实验验证光谱共焦测量系统能够满足高精度的位移测蜇要求 ,对今后将整个 小型化、产品化有着重要的意义。国产光谱共焦成本价光谱共焦位移传感器的工作原理是通过激光束和光纤等光学元件实现的。
光谱共焦技术是在共焦显微术基础上发展而来的技术,在测量过程中无需轴向扫描,直接由波长对应轴向距离信息,因此可以大幅提高测量速度。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,精度理论上可达到纳米级。由于光谱共焦传感器对被测表面状况要求低、允许被测表面有更大的倾斜角、测量速度快、实时性高,因此迅速成为工业测量的热门传感器,大量应用于精密定位,薄膜厚度测量、微观轮廓精密测量等领域。本文介绍了光谱共焦技术的原理,并列举了光谱共焦传感器在几何量计量测试中的典型应用。同时,对共焦技术在未来精密测量的进一步应用进行了探讨,并展望了其发展前景。
本文通过对比测试方法,考核了基于白光共焦光谱技术的靶丸外表面轮廓测量精度。图5(a)比较了原子力显微镜轮廓仪和白光共焦光谱轮廓仪测量曲线 ,二者低阶轮廓整体相似性高,但在靶丸赤道附近的高频段轮廓测量上存在一定的偏差。此外,白光共焦光谱的信噪比也相对较低,只适合测量靶丸表面低阶的轮廓误差。图5(b)比较了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,发现两种方法在模数低于100的功率谱范围内测量结果一致性较好,但当模数大于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,这反映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。由于共焦光谱检测数据受多种因素影响,高频随机噪声可达100nm左右。该传感器基于光谱共焦原理,能够实现对微小物体表面的位移变化进行高精度的非接触测量。
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 。光谱共集技术可以在不同领域的科学研究中发挥重要作用。线阵光谱共焦制造厂家
光谱共焦技术的研究和应用将推动科学技术的进步。高速光谱共焦设备生产
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。高速光谱共焦设备生产