孔检测传感器光谱共焦位移计

主要对光谱共焦传感器的校准时的误差进行研究。分别利用激光干涉仪与高精度测长机对光谱共焦传感器进行测量，用球面测头保证光谱共焦传感器的光路位于测头中心，以保证光谱共焦传感器的在测量时的安装精度，然后更换平面侧头，对光谱共焦传感器进行校准。用 小二乘法对测量数据进行处理，得到测量数据的非线性误差。结果表明：高精度测长机校准时的非线性误差为0.030%，激光干涉仪校准时的分析线性误差为0.038% 。利用 小二乘法进行数据处理及非线性误差的计算，减小校准时产生的同轴度误差及光谱共焦传感器的系统误差，提高对光谱共焦传感器的校准精度。光谱共焦技术材料科学领域可以用于材料的性能测试和分析。孔检测传感器光谱共焦位移计

光谱共焦测量原理通过使用多透镜光学系统将多色白光聚焦到目标表面来工作。透镜的排列方式是通过控制色差（像差）将白光分散成单色光。工厂校准为每个波长分配了一定的偏差（特定距离）。只有精确聚焦在目标表面或材料上的波长才能用于测量。从目标表面反射的这种光通过共焦孔径到达光谱仪，该光谱仪检测并处理光谱变化。漫反射表面和镜面反射表面都可以使用共焦原理进行测量。共焦测量提供纳米分辨率并且几乎与目标材料分开运行。在传感器的测量范围内实现了一个非常小的光斑尺寸。微型径向和轴向共焦版本可用于测量钻孔或钻孔的内表面，以及测量窄孔、小间隙和空腔 。孔检测传感器光谱共焦位移计光谱共集技术可以测量位移，利用返回光谱的峰值波长位置。

光谱共焦位移传感器基本原理如图1所示，由光源、分光镜、光学色散镜头组、小孔以及光谱仪等部分组成。传感器通过色散镜头进行色散，将位移信息转换成波长信息，使用光谱仪进行光谱分解得出波长的变化信息，再反解得出被测位移。其中色散镜头作为光学部分完成了波长和位移的一一映射 ，实现了波长和位移之间的编码转化。光谱仪则实现波长的测量及位移反解输出。当光谱信息突破小孔的限制，借助平面光栅、凹面反射镜进行光线的衍射和汇聚，将反射出来的汇聚光照射在线阵CCD上进行光电转换，借助光谱信号采集实现模数转换， 通过解码得到位移信息。

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 。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。国内外已经有很多光谱共焦技术的研究成果发表；品牌光谱共焦推荐

激光位移传感器的应用主要是用于非标的特定检测设备中。孔检测传感器光谱共焦位移计

光谱共焦传感器是一种新型高精度传感器，其测量精度可达到0.02%。相比于光栅尺、容栅、电感式变压器偏移传感器等传感器，它在偏移测量方面具有更加明显的优势。由于它的高精度特性，光谱共焦传感器在几何量高精度测量方面得到了广泛应用，如漫反射光和平面反射面的偏移测量、平整度测量、塑料薄膜和透明材料薄厚测量，外表粗糙度测量等。在偏移测量方面，光谱共焦传感器的主要功能就是测量偏移。研究人员对光谱共焦传感器的散射目镜进行了分析，并制定了相应的构造来提高其各项特性；也有研究人员利用光谱共焦传感器对飞机发动机电机转子叶片空隙进行了高精度和高效率的测量。在平整度测量方面，研究人员分析了光谱共焦传感器的检测误差，并对平面图检测误差展开了科学研究。通过利用光谱共焦传感器对圆平晶的平整度展开测量，他们获得了平面图检测误差的数值。孔检测传感器光谱共焦位移计