随着精密仪器制造业的发展,人们对于工业生产测量的要求越来越高,希望能够生产出具有精度高、适应性强、实时无损检测等特性的位移传感器,光谱共焦位移传感器的出现,使问题得到了解决,它是一种非接触式光电位移传感器,测量精度可达亚微米级甚至于更高,对于杂光等干扰光线,传感器并不敏感,具有较强的抵抗力,适应性强,且其在体积方面具有小型化的特点,因此应用前景十分大量。光学色散镜头是光谱共焦位移传感器的重要组成部分之一,镜头组性能参数对位移传感器的测量精度与分辨率起着决定性的作用。光谱共焦技术可以测量位移,利用返回光谱的峰值波长位置。上海非接触式光谱共焦
随着科技的不断发展,光谱共焦技术已经成为了现代制造业中不可或缺的一部分。作为一种高精度、高效率的检测手段,光谱共焦技术在点胶行业中的应用也日益大量。光谱共焦技术是一种基于光学原理的检测方法,通过将白光分解为不同波长的光波,实现对样品的精细光谱分析。在制造业中,点胶是一道重要的工序,主要用于产品的密封、固定和保护。随着制造业的不断发展,对于点胶的质量和精度要求也越来越高。光谱共焦技术的应用,可以有效地提高点胶的品质和效率。浙江常用光谱共焦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。
光谱共焦测量技术由于其具有测量精度高、测量速度快、可以实现非接触测量的独特优势而被大量应用于工业级测量。让我们先来看一下光谱共焦技术的起源和光谱共焦技术在精密几何量计量测试中的成熟典型应用。共焦显微术的概念首先是由美国的 Minsky 于 1955年提出, 其利用共焦原理搭建台共焦显微镜, 并于1957年申请了专利。自20世纪90年代, 随着计算机技术的飞速发展, 共焦显微术成了研究的热点,得到快速的发展。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。 而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, 目前精度上可达nm量级。 共焦测量术由于其高精度、允许被测表面有更大的倾斜角、测量速度快、实时性高、对被测表面状况要求低、以及高分辨率的独特优势,迅速成为工业测量的热门传感器,在生物医学、材料科学、半导体制造、 表面工程研究、 精密测量等领域得到大量应用。
光谱共焦传感器如何工作?共焦色度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。共焦测量提供纳米分辨率并且几乎与目标材料分开运行。在整个传感器的测量范围内,实现了一个非常小的、恒定的光斑尺寸,通常 <10 µm。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。光谱共焦技术具有轴向按层分析功能。
光谱共焦位移传感器作为一种新型位移传感器,因为其测量精度高,对于杂光等干扰光线传感器不敏感具有较强的抵抗能力等特点,应用前景十分大量。文章通过对原理的分析,设计了一款色散镜头使用H-K9L和H-ZF4A玻璃,采用正负透镜组分离结构组合形成镜头组,使用凹凸透镜补偿法该镜,在486,.._,656nm波长范围内,色散范围约为焦量与波长之间通过线性拟合所得其线性性达到0.9976,很好的平衡了传感器各个聚焦位置的灵敏度,配以合适的光谱仪,传感器的分辨率可达到5nm的测量精度。符合设计要求产生了较大的线性轴向色散,在保证大色散范围的同时轴向色散与波长之间也存在着好的线性。光谱共焦技术具有轴向按层分析功能,精度可以达到纳米级别。黄山新品光谱共焦
连续光谱位置测量方法可以实现光谱的位置测量。上海非接触式光谱共焦
具有1 mm纵向色差的超色差摄像镜头,拥有0.4436的图象室内空间NA和0.991的线形相关系数R²。这个构造达到了原始设计要求,表现出了 光学性能。在实现线性散射方面,有一些关键条件需要考虑,并且可以采用不同的优化方法来完善设计。首先,线性散射的完成条件是确保摄像镜头的各光谱成分具有相同的焦点位置,以减少色差。为了满足这一条件,需要采用精确的光学元件制造和装配,以确保不同波长的光线汇聚在同一焦点上。此外,使用特殊的透镜设计和涂层技术也可以减小纵向色差。在优化设计方面,一类方法是采用非球面透镜,以更好地校正色差,提高图象质量。另一类方法包括使用折射率不同的材料组合,以控制光线的传播和散射。此外,可以通过改进透镜的曲率半径、增加光圈叶片数量和设计更复杂的光学系统来进一步提高性能。总结而言,这项研究强调了高线性纵向色差和高图象室内空间NA在超色差摄像镜头设计中的重要性。这个设计方案展示了光学工程的进步,表明光谱共焦位移传感器的商品化生产制造将朝着高线性纵向色差、高图象室内空间NA的趋势发展,从而提供更精确和高性能的成像设备,满足不同领域的需求。上海非接触式光谱共焦