高像素傳感器設(shè)計(jì)方案取決于的光對焦水平,，要求嚴(yán)格圖象室內(nèi)空間NA的眼鏡片,。另一方面，光譜共焦位移傳感器的屏幕分辨率通常采用光譜抗壓強(qiáng)度的全半寬來精確測量,。高NA能夠降低半寬,，提高分辨率。因而,，在設(shè)計(jì)超色差攝像鏡頭時(shí),，NA應(yīng)盡可能高的,。高圖象室內(nèi)空間NA能提高傳感器系統(tǒng)的燈源使用率，使待測表層輪廊以比較大視角或一定方向歪斜,?？墒牵琋A的提高也會(huì)導(dǎo)致球差擴(kuò)大,，并產(chǎn)生電子光學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化難度,。傳感器檢測范圍主要是由超色差鏡片的縱向色差確定。因?yàn)楣庾V儀在各個(gè)波長的像素一致,，假如縱向色差與波長之間存在離散系統(tǒng),，這類離散系統(tǒng)也會(huì)導(dǎo)致感應(yīng)器在各個(gè)波長的像素或敏感度存在較大差別，危害傳感器特性,?？v向色差與波長的線性相關(guān)選用線形相關(guān)系數(shù)來精確測量，必須接近1,。一般有兩種方法能夠形成充足強(qiáng)的色差：運(yùn)用玻璃的當(dāng)然散射;應(yīng)用衍射光學(xué)元器件(DOE),。除開生產(chǎn)制造難度高、成本相對高外,，當(dāng)能見光根據(jù)時(shí),，透射耗損也非常高,。光譜共焦技術(shù)可以在不破壞樣品的情況下進(jìn)行分析,。浙江光譜共焦生產(chǎn)商
三坐標(biāo)測量機(jī)是加工現(xiàn)場常用的高精度產(chǎn)品尺寸及形位公差檢測設(shè)備，其具有通用性強(qiáng),，精確可靠等優(yōu)點(diǎn),。本文面向一種特殊材料異型結(jié)構(gòu)零件內(nèi)曲面的表面粗糙度測量要求，提出一種基于高精度光譜共焦位移傳感技術(shù)的表面粗糙度集成在線測量方法,，利用工業(yè)現(xiàn)場常用的三坐標(biāo)測量機(jī)平臺執(zhí)行輪廓掃描,，并記錄測量掃描位置實(shí)時(shí)空間橫坐標(biāo)，根據(jù)空間坐標(biāo)關(guān)系,，將測量掃描區(qū)域的微觀高度信息和掃描采樣點(diǎn)組織映射為微觀輪廓,，經(jīng)高斯濾波處理和評價(jià)從而得到測量對象的表面粗糙度信息。新型光譜共焦成本價(jià)光譜共焦位移傳感器可以應(yīng)用于材料科學(xué),、生物醫(yī)學(xué),、納米技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域。
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，借助光譜信號采集實(shí)現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)換,， 通過解碼得到位移信息,。
光譜共焦測量技術(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,、3C電子等領(lǐng)域得到大量應(yīng)用。本次測量場景使用的是創(chuàng)視智能TS-C1200光譜共焦傳感頭和CCS控制器,。TS-C系列光譜共焦位移傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)0.025μm的重復(fù)精度,，±0.02% of F.S.的線性精度， 30kHz的采樣速度,，以及±60°的測量角度,，能夠適應(yīng)鏡面、透明,、半透明,、膜層、金屬粗糙面,、多層玻璃等材料表面,，支持485、USB,、以太網(wǎng),、模擬量的數(shù)據(jù)傳輸接口,。光譜共焦技術(shù)的研究和應(yīng)用將推動(dòng)中國科技事業(yè)的發(fā)展。
光譜共焦位移傳感器作為一種新型位移傳感器,，因?yàn)槠錅y量精度高,，對于雜光等干擾光線傳感器不敏感具有較強(qiáng)的抵抗能力等特點(diǎn)，應(yīng)用前景十分大量,。文章通過對原理的分析,，設(shè)計(jì)了一款色散鏡頭使用H-K9L和H-ZF4A玻璃，采用正負(fù)透鏡組分離結(jié)構(gòu)組合形成鏡頭組,，使用凹凸透鏡補(bǔ)償法該鏡,，在486,.._,656nm波長范圍內(nèi)，色散范圍約為焦量與波長之間通過線性擬合所得其線性性達(dá)到0.9976,，很好的平衡了傳感器各個(gè)聚焦位置的靈敏度,，配以合適的光譜儀，傳感器的分辨率可達(dá)到5nm的測量精度,。符合設(shè)計(jì)要求產(chǎn)生了較大的線性軸向色散,，在保證大色散范圍的同時(shí)軸向色散與波長之間也存在著好的線性。光譜共焦技術(shù)的研究對于相關(guān)行業(yè)的發(fā)展具有重要意義,。撫順光譜共焦答疑解惑
光譜共焦位移傳感器廣泛應(yīng)用于制造領(lǐng)域,，如半導(dǎo)體制造、精密機(jī)械制造等,。浙江光譜共焦生產(chǎn)商
光譜共焦傳感器如何工作,？共焦色度測量原理通過使用多透鏡光學(xué)系統(tǒng)將多色白光聚焦到目標(biāo)表面來工作。透鏡的排列方式是通過控制色差（像差）將白光分散成單色光,。工廠校準(zhǔn)為每個(gè)波長分配了一定的偏差（特定距離）,。只有精確聚焦在目標(biāo)表面或材料上的波長才能用于測量。從目標(biāo)表面反射的這種光通過共焦孔徑到達(dá)光譜儀,，該光譜儀檢測并處理光譜變化。共焦測量提供納米分辨率并且?guī)缀跖c目標(biāo)材料分開運(yùn)行,。在整個(gè)傳感器的測量范圍內(nèi),，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)非常小的、恒定的光斑尺寸,，通常 <10 μm,。微型徑向和軸向共焦版本可用于測量鉆孔或鉆孔的內(nèi)表面，以及測量窄孔,、小間隙和空腔,。浙江光譜共焦生產(chǎn)商