光谱共焦传感器使用复色光作为光源,可以实现微米级精度的漫反射或镜反射被测物体测量功能。此外,光谱共焦位移传感器还可以实现对透明物体的单向厚度测量,其光源和接收光镜为同轴结构,避免光路遮挡,适用于直径4.5mm及以上的孔和凹槽的内部结构测量。在测量透明物体的位移时,由于被测物体的上下两个表面都会反射,传感器接收到的位移信号是通过其上表面计算出来的,可能会引起一定误差。本文分析了平行平板位移测量误差的来源和影响因素。光谱共焦技术具有轴向按层分析功能。高精度光谱共焦制作厂家
光谱共焦测量原理是使用多透镜光学系统将多色白光聚焦到目标表面上。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。每个波长都有一定的偏差(特定距离)进行工厂校准。只有精确聚焦在目标表面或材料上的波长才能用于测量。通过共焦孔径反射到目标表面的光会被光谱仪检测并处理。漫反射表面和镜面反射表面都可以使用光谱共焦原理进行测量。共焦测量提供纳米级分辨率,并且几乎与目标材料分开运行。传感器的测量范围内有一个非常小的、恒定的光斑尺寸。微型径向和轴向共焦版本可用于测量钻孔或钻孔内壁的表面,以及测量窄孔、小间隙和空腔。品牌光谱共焦能测什么光谱共焦技术在材料科学领域可以用于材料的性能测试和分析;
该研究主要针对光谱共焦传感器在校准时产生的误差进行了研究。研究者使用激光干涉仪和高精度测长机分别对光谱共焦传感器进行了测量,并使用球面测头来保证光谱共焦传感器的光路位于测头中心,以确保安装精度。然后更换平面侧头进行校准,并利用小二乘法对测量数据进行处理,得出测量数据的非线性误差。研究结果表明: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%。利用小二乘法处理数据及计算非线性误差,可以减小校准时产生的同轴度误差和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。
高像素传感器的设计取决于对焦水平和图像室内空间NA的要求。同时,在光谱共焦位移传感器中,屏幕分辨率通常采用全半宽来进行精确测量。高NA可以降低半宽,提高分辨率。因此,在设计超色差摄像镜头时,需要尽可能提高NA。高图像室内空间NA可以提高传感器系统的灯源使用率,并允许待测表面在相对大的角度或某些方向上倾斜。但是,同时提高NA也会导致球差扩大,并增加电子光学设计的优化难度。传感器的检测范围主要取决于超色差镜片的纵向色差。因为光谱仪在各个波长的像素应该是一致的,如果纵向色差与波长之间存在离散系统,这种离散系统也会对传感器的像素或灵敏度在不同波长上造成较大的差别,从而损害传感器的特性。通过使用自然散射的玻璃或者衍射光学元件(DOE)可以形成足够强的色差。然而,制造难度和成本相对较高,且在可见光范围内透射损耗也非常高。光谱共焦技术具有很大的市场潜力。
共焦位移传感器是利用共焦原理和轴向色像差现象对测量对象的位移进行测量的光学测量装置,共焦原理是指将从形成光源的像的成像面上接收到的光以缩小光圈的方式形成为反射光,轴向色像差现象是在光源的像中发生光轴方向上的颜色漂移的现象。共焦位移传感器由作为点光源的使从光源出射的光出射的销孔、在经由销孔出射的检测光中引起轴向色像差并朝向测量对象会聚该检测光的光学构件、以及使来自测量对象的反射光光谱分散并产生受光信号的分光器构成。作为检测光,使用具有多个波长的光。在经由光学构件照射到测量对象的检测光中,销孔允许具有在聚焦于测量对象的同时被反射的波长的检测光穿过。根据轴向色像差,各波长的成像面的位置不同。因此,通过使穿过销孔的检测光的波长特定来计算测量对象的位移。激光位移传感器在微位移测量领域具有广泛应用。品牌光谱共焦企业
光谱共焦位移传感器可以实时监测材料的变化情况,对于研究材料的力学性能具有重要意义;高精度光谱共焦制作厂家
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。高精度光谱共焦制作厂家