这篇文章介绍了一种具有1毫米纵向色差的超色差摄像镜头,它具有0.4436的图像室内空间NA和0.991的线性相关系数R²,其构造达到了原始设计要求并显示出了良好的光学性能。实现线性散射需要考虑一些关键条件,并可以采用不同的优化方法来改进设计。首先,线性散射的实现需要确保摄像镜头的各种光谱成分具有相同的焦点位置,以减少色差。为了实现这个要求,需要采用精确的光学元件制造和装配,确保不同波长的光线汇聚到同一焦点。同时,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,可以采用非球面透镜或使用折射率不同的材料组合来提高图像质量。此外,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也可以进一步提高性能。总的来说,这项研究强调了高线性纵向色差和高图像室内空间NA在超色差摄像镜头设计中的重要性。这种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将朝着高线性纵向色差和高图像室内空间NA的方向发展,从而提供更加精确和高性能的成像设备,满足不同领域的需求。光谱共焦技术具有轴向按层分析功能;线阵光谱共焦检测
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。高频光谱共焦应用光谱共焦位移传感器可以用于材料的弹性模量、形变和破坏等参数的测量。
光谱共焦传感器通过使用多透镜光学系统将多色白光聚焦到目标表面上来工作。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。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。经过共焦孔径从目标表面反射回来的光进入光谱仪进行检测和处理。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,通常小于10微米。微型径向和轴向共焦版本可用于测量钻孔或钻孔内壁面,以及测量窄孔、小间隙和空腔。
光谱共焦测量技术是共焦原理和编码技术的融合。一个完整的相对高度范畴能够通过使用白光灯灯源照明灯具和光谱仪完成精确测量。光谱共焦位移传感器的精确测量原理如下图1所显示,灯源发出光经过光纤,再通过超色差镜片,超色差镜片能够聚焦在直线光轴上,产生一系列可见光聚焦点。这种可见光聚焦点是连续的,不重合的。当待测物放置检测范围内时,只有一种光波长能够聚焦在待测物表层并反射面,依据激光光路的可逆回到光谱仪,产生波峰焊。全部别的波长也将失去焦点。运用单频干涉仪的校准信息计算待测物体的部位,创建光谱峰处波长偏移的编号。该超色差镜片通过提升,具备比较大的纵向色差,用以在径向分离出来电子光学信号的光谱成份。因而,超色差镜片是传感器关键部件,其设计方案十分重要。光谱共焦位移传感器可以应用于材料科学、医学、纳米技术等多个领域;
光谱共焦传感器是一种高精度位移传感器,综合了光学成像和光谱分析技术,广泛应用于3C(计算机、通信和消费电子)电子行业。在智能手机中,光谱共焦传感器可用于线性马达的位移测量,通过实时监控和控制线性马达的位移,可大幅提高智能手机的定位功能和相机的成像精度。同时,还可以测量手机屏幕的曲面角度和厚度等参数。在生产平板电脑过程中,光谱共焦传感器还可用于各种移动结构部件的位移和振动检测。通过对平板电脑内的各种移动机构、控制元件进行精密位移、振动、形变和应力等参数的测量,实现对其制造精度和运行状态的实时监控。未来,光谱共焦位移传感器将继续发展和完善,成为微纳尺度位移测量领域的重要技术手段之一。高速光谱共焦使用误区
光谱共焦技术可以实现对样品内部结构的观察和分析;线阵光谱共焦检测
表面粗糙度是指零件表面在加工过程中由于不同的加工方法、机床与刀具的精度、振动及磨损等因素形成的微观水平状况,其间距和峰谷较小。表面粗糙度是表面质量的一个重要衡量指标,关系到零件的磨损、密封、润滑、疲劳等机械性能。表面粗糙度的测量可以通过接触式测量和非接触式测量进行,前者存在划伤测量表面、针尖易磨损、测量效率低等问题,而后者可以实现非接触、高效、在线实时测量,并成为未来的发展趋势。目前常用的非接触法包括干涉法、散射法、散斑法和聚焦法等,其中聚焦法较为简单实用。使用光谱共焦位移传感器搭建非接触测量装置,可以对表面粗糙度进行测量,例如可以判断膜式燃气表的阀盖密封性是否合格。基于光谱共焦传感器,可以使用二维纳米测量定位装置进行表面粗糙度的非接触测量,并对测量结果进行不确定性评估,例如可以使用U95评定结果的不确定度为13.9%。线阵光谱共焦检测