高精度光谱共焦测量方法

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 。光谱共焦技术可以在不破坏样品的情况下进行分析。高精度光谱共焦测量方法

在容器玻璃生产过程中，圆度和壁厚是重要的质量特征，需要进行检查。任何有缺陷的容器都会被判定为不合格产品并返回到玻璃熔体中 。为了实现快速的非接触式测量，并确保不损坏瓶子，需要高处理速度。对于这种测量任务，光谱共焦传感器是一种合适的选择。该系统在两个点上同步测量并通过EtherCAT接口实时输出数据，厚度校准功能允许在传感器的整个测量范围内进行精确的厚度测量。此外，自动曝光控制可以实现对不同玻璃颜色的测量的稳定性。防水光谱共焦主要功能与优势线性色散设计的光谱共焦测量技术是一种新型的测量方法；

在精密几何量计量测试中，光谱共焦技术是非常重要的应用，可以提高测量效率和精度。在使用光谱共焦技术进行测量之前，需要对其原理进行分析，并对应用的传感器进行综合应用，以获得更准确的测量数据。光谱共焦位移传感器的工作原理是使用宽谱光源照射被测物体表面，然后通过光谱仪检测反射回来的光谱。未来，光谱共焦技术将继续发展，为更多领域带来创新和改进。通过不断的研究和应用，我们可以期待看到更多令人振奋的成果，使光谱共焦技术成为科学和工程领域不可或缺的一部分 为测量和测试提供更多可能性。

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，其设计方案尤为重要。光谱共焦技术在材料科学领域可以用于材料表面和内部的成像和分析。

光谱共焦位移传感器包括光源、透镜组和控制箱等组成部分。光源发出一束白光，透镜组将其发散成一系列波长不同的单色光，通过同轴聚焦在一定范围内形成一个连续的焦点组，每个焦点的单色光波长对应一个轴向位置。当样品位于焦点范围内时，样品表面会聚焦后的光反射回去 ，这些反射回来的光再经过与镜头组焦距相同的聚焦镜再次聚焦后通过狭缝进入控制箱中的单色仪。因此，只有位于样品表面的焦点位置才能聚焦在狭缝上，单色仪将该波长的光分离出来，由控制箱中的光电组件识别并获取样品的轴向位置。采用高数值孔径的聚焦镜头可以使传感器达到较高分辨率，满足薄膜厚度分布测量要求。光谱共焦技术可以对生物和材料的微观结构进行分析。新品光谱共焦精度

光谱共焦位移传感器可以实现对材料的表面形貌进行高精度测量，对于研究材料的表性质具有重要意义；高精度光谱共焦测量方法

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，精度理论上可达 nm 量级。由于光谱共焦传感器对被测表面状况要求低，允许被测表面有更大的倾斜角 ，测量速度快，实时性高，迅速成为工业测量的热门传感器，大量应用于精密定位、薄膜厚度测量、微观轮廓精密测量等领域。本文在论述光谱共焦技术原理的基础上，列举了光谱共焦传感器在几何量计量测试中的典型应用，探讨共焦技术在未来精密测量的进一步应用，展望其发展前景。高精度光谱共焦测量方法