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。光谱共焦技术在医学、材料科学、环境监测等领域有着广泛的应用；高精度光谱共焦答疑解惑
采用对比测试方法，首先对基于白光共焦光谱技术的靶丸外表面轮廓测量精度进行了考核，为了便于比较，将原子力显微镜轮廓仪的测量数据进行了偏移。结果得出，二者的低阶轮廓整体相似，局部的轮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确测量圆周轮廓结果不一致;此外，白光共焦光谱的信噪比较原子力低，这表明白光共焦光谱适用于靶丸表面低阶的轮廓误差的测量。从靶丸外表面轮廓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中可以看出，在模数低于100的功率谱范围内，两种方法的测量结果一致性较好，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，这也反应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。由于光谱传感器Z向分辨率比原子力低一个量级，同时，受环境振动、光谱仪采样率及样品表面散射光等因素的影响，共焦光谱检测数据高频随机噪声可达100nm左右。防水型光谱共焦生产商其中，光源的性能和稳定性是影响测量精度的关键因素之一。
高像素传感器设计方案取决于的光对焦水平，要求严格图象室内空间NA的眼镜片。另一方面，光谱共焦位移传感器的屏幕分辨率通常采用光谱抗压强度的全半宽来精确测量。高NA能够降低半宽，提高分辨率。因而，在设计超色差摄像镜头时，NA应尽可能高的。高图象室内空间NA能提高传感器系统的灯源使用率，使待测表层轮廊以比较大视角或一定方向歪斜。可是，NA的提高也会导致球差扩大，并产生电子光学设计优化难度。传感器检测范围主要是由超色差镜片的纵向色差确定。因为光谱仪在各个波长的像素一致，假如纵向色差与波长之间存在离散系统，这类离散系统也会导致感应器在各个波长的像素或敏感度存在较大差别，危害传感器特性。纵向色差与波长的线性相关选用线形相关系数来精确测量，必须接近1。一般有两种方法能够形成充足强的色差：运用玻璃的当然散射;应用衍射光学元器件。除开生产制造难度高、成本相对高外，当能见光根据时，透射耗损也非常高。
光谱共焦测量技术由于其高精度、允许被测表面有更大的倾斜角、快速测量方式、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、3C电子等领域得到大量应用。本次测量场景使用的是创视智能TS-C1200光谱共焦传感头和CCS控制器。TS-C系列光谱共焦位移传感器能够实现0.025μm的重复精度，±0.02% of F.S.的线性精度， 30kHz的采样速度，以及±60°的测量角度，能够适应镜面、透明、半透明、膜层、金属粗糙面、多层玻璃等材料表面，支持485、USB、以太网、模拟量的数据传输接口。它通过对物体表面反射光的光谱分析，实现对物体表面位移变化的测量。
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，满足了不同领域的需求。光谱共焦位移传感器在微机电系统、医学、材料科学等领域中有着广泛的应用。高速光谱共焦技术
光谱共焦透镜组设计和性能优化是光谱共焦技术研究的重要内容之一；高精度光谱共焦答疑解惑
在共焦位移传感器中，能够使在头单元与控制装置之间传送投光用的光的光纤的端面具有共焦光学系统的销孔的功能。由于使用受光波形和位移的测量值来控制显示部的显示，所以在设置头单元时，能够根据显示部的显示来容易地辨识头单元是否被适当地设置。由于在控制装置侧控制显示部的显示，所以能够防止头单元的构造复杂化。此外，由于使用控制装置的操作状态来控制显示部的显示，所以能够在头单元的设置位置附近容易地辨识控制装置是否正常操作。高精度光谱共焦答疑解惑
