光譜共焦測量技術(shù)由于其具有測量精度高、測量速度快、可以實(shí)現(xiàn)非接觸測量的獨(dú)特優(yōu)勢而被大量應(yīng)用于工業(yè)級(jí)測量。讓我們先來看一下光譜共焦技術(shù)的起源和光譜共焦技術(shù)在精密幾何量計(jì)量測試中的成熟典型應(yīng)用。共焦顯微術(shù)的概念首先是由美國的 Minsky 于 1955年提出, 其利用共焦原理搭建臺(tái)共焦顯微鏡, 并于1957年申請(qǐng)了專利,。自20世紀(jì)90年代, 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展, 共焦顯微術(shù)成了研究的熱點(diǎn),，得到快速的發(fā)展,。光譜共焦技術(shù)是在共焦顯微術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來,其無需軸向掃描, 直接由波長對(duì)應(yīng)軸向距離信息, 從而大幅提高測量速度。 而基于光譜共焦技術(shù)的傳感器是近年來出現(xiàn)的一種高精度,、 非接觸式的新型傳感器, 目前精度上可達(dá)nm量級(jí)。 共焦測量術(shù)由于其高精度,、允許被測表面有更大的傾斜角,、測量速度快、實(shí)時(shí)性高,、對(duì)被測表面狀況要求低,、以及高分辨率的獨(dú)特優(yōu)勢，迅速成為工業(yè)測量的熱門傳感器,，在生物醫(yī)學(xué),、材料科學(xué)、半導(dǎo)體制造,、 表面工程研究,、 精密測量等領(lǐng)域得到大量應(yīng)用。光譜共焦技術(shù)可以對(duì)生物和材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,。高速光譜共焦排名

在實(shí)踐中,，光譜共焦位移傳感器可用于很多方面，如：利用獨(dú)特的光譜共焦測量原理,，憑借一只探頭就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃等透明材料進(jìn)行精確的單向厚度測量,。透明材料上表面及下表面都會(huì)形成不同波長反射光，通過計(jì)算可得出透明材料厚度,。光譜共焦位移傳感器有效監(jiān)控藥劑盤以及鋁塑泡罩包裝的填充量,。可以使傳感器完成對(duì)被測表面的精確掃描,，實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的分辨率,。光譜共焦傳感器可以單向?qū)υ噭┢康谋诤襁M(jìn)行測量,而且對(duì)瓶壁沒有壓力?？赏ㄟ^設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向反射鏡實(shí)現(xiàn)孔壁的結(jié)構(gòu)檢測及凹槽深度的測盤,。（創(chuàng)視智能已推出了90°側(cè)向出光版本探頭，可以直接進(jìn)行深孔和凹槽的測量）光譜共焦傳感器用于層和玻璃間隙測且,，以確定單層玻璃之間的間隙厚度,。高速光譜共焦的原理光譜共焦位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的變形過程進(jìn)行精確測量，對(duì)于研究材料的變形行為具有重要意義。

在容器玻璃的生產(chǎn)過程中,，瓶子的圓度和壁厚是重要的質(zhì)量特征,。因此，必須檢查這些參數(shù),。任何有缺陷的容器都會(huì)立即被拒絕并返回到玻璃熔體中,。高處理速度與防止損壞瓶子的需要相結(jié)合，需要快速的非接觸式測量程序,。而光譜共焦傳感器適合這項(xiàng)測量任務(wù),。該系統(tǒng)在兩個(gè)點(diǎn)上同步測量。數(shù)據(jù)通過 EtherCAT 接口實(shí)時(shí)輸出,，厚度校準(zhǔn)功能允許在傳感器的整個(gè)測量范圍內(nèi)進(jìn)行精確的厚度測量,。無論玻璃顏色如何，自動(dòng)曝光控制都可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的測量,。

采用對(duì)比測試方法,，首先對(duì)基于白光共焦光譜技術(shù)的靶丸外表面輪廓測量精度進(jìn)行了考核，為了便于比較,，將原子力顯微鏡輪廓儀的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行了偏移,。結(jié)果得出，二者的低階輪廓整體相似,，局部的輪廓信息存在一定的偏差,，原因在于二者在靶丸赤道附近的精確測量圓周輪廓結(jié)果不一致;此外，白光共焦光譜的信噪比較原子力低,，這表明白光共焦光譜適用于靶丸表面低階的輪廓誤差的測量,。從靶丸外表面輪廓原子力顯微鏡輪廓儀測量數(shù)據(jù)和白光共焦光譜輪廓儀測量數(shù)據(jù)的功率譜曲線中可以看出，在模數(shù)低于100的功率譜范圍內(nèi),，兩種方法的測量結(jié)果一致性較好,，當(dāng)模數(shù)大于100時(shí)，白光共焦光譜的測量數(shù)據(jù)大于原子力顯微鏡的測量數(shù)據(jù),，這也反應(yīng)了白光共焦光譜儀在高頻段測量數(shù)據(jù)信噪比相對(duì)較差的特點(diǎn),。由于光譜傳感器Z向分辨率比原子力低一個(gè)量級(jí)，同時(shí),，受環(huán)境振動(dòng),、光譜儀采樣率及樣品表面散射光等因素的影響，共焦光譜檢測數(shù)據(jù)高頻隨機(jī)噪聲可達(dá)100nm左右,。光譜共焦技術(shù)可以在不破壞樣品的情況下進(jìn)行分析,。

非球面中心偏差的測量手段主要包括接觸式(百分表)和非接觸式(光學(xué)傳感器)。文章基于自準(zhǔn)直定心原理和光譜共焦位移傳感技術(shù),，對(duì)高階非球面的中心偏差進(jìn)行了非接觸精密測量,。光學(xué)加工人員根據(jù)測量出的校正量和位置方向?qū)η蛎孢M(jìn)行拋光，使非球面透鏡的中心偏差滿足光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求,。由于非球面已加工到一定精度要求,，因此對(duì)球面的拋光和磨削是糾正非球面透鏡中心偏差的主要方法。利用軸對(duì)稱高階非球面曲線的數(shù)學(xué)模型計(jì)算被測環(huán)D帶的旋轉(zhuǎn)角度θ,，即光譜共焦位移傳感器的工作角,。光譜共焦三維形貌儀用超大色散線性物鏡組設(shè)計(jì)是一項(xiàng)重要的研究內(nèi)容。平面度測量 光譜共焦應(yīng)用

光譜共焦技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的觀察和分析,。高速光譜共焦排名

光譜共焦位移傳感器基本原理如圖1所示,，由光源、分光鏡,、光學(xué)色散鏡頭組,、小孔以及光譜儀等部分組成。傳感器通過色散鏡頭進(jìn)行色散,，將位移信息轉(zhuǎn)換成波長信息,，使用光譜儀進(jìn)行光譜分解得出波長的變化信息，再反解得出被測位移,。其中色散鏡頭作為光學(xué)部分完成了波長和位移的一一映射,，實(shí)現(xiàn)了波長和位移之間的編碼轉(zhuǎn)化。光譜儀則實(shí)現(xiàn)波長的測量及位移反解輸出,。當(dāng)光譜信息突破小孔的限制,，借助平面光柵、凹面反射鏡進(jìn)行光線的衍射和匯聚,，將反射出來的匯聚光照射在線陣CCD上進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,，借助光譜信號(hào)采集實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換， 通過解碼得到位移信息,。高速光譜共焦排名

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