上海光谱共焦工厂

光谱共焦位移传感器原理，由光源、透镜组、控制箱等组成。光源发出1束白光，透镜组先将白光发散成一系列波长不同的单色光，然后经同轴聚焦在一定范围内形成1个连续的焦点组，每个焦点的单色光波长对应1个轴向位置。当样品处于焦点范围内时，样品表面将聚焦后的光反射回去。这些反射回来的光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，只有焦点位置正好处于样品表面的单色光才能聚焦在狭缝上。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 得到样品的轴向位置。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。上海光谱共焦工厂

随着机械加工水平的不断发展，各种的微小的复杂工件都需要进行精密尺寸测量与轮廓测量，例如：小工件内壁沟槽尺寸、小圆倒角等的测量，对于某些精密光学元件可以进行非接触的轮廓形貌测量，避免在接触测量时划伤光学表面，解决了传统传感器很难解决的测量难题。一些精密光学元件也需要进行非接触的轮廓形貌测量，以避免接触测量时划伤光学表面。这些用传统传感器难以解决的测量难题，均可用光谱共焦传感器搭建测量系统以解决。通过自行塔建的二维纳米测量定位装置，选用光谱其焦传感器作为测头，实现测量超精密零件的二维尺寸，滚针对涡轮盘轮廓度检测的问题，利用光谱共焦式位移传感器使得涡轮盘轮廓度在线检测系统的设计能够得以实现。与此同时，在进行几何量的整体测量过程中，还需要采取多种不同的方式对其结构体系进行优化。从而让几何尺寸的测量更为准确。高精度光谱共焦答疑解惑光谱共焦技术的应用将有助于推动中国科技创新的发展。

三坐标测量机是加工现场常用的高精度产品尺寸及形位公差检测设备，其具有通用性强，精确可靠等优点。本文面向一种特殊材料异型结构零件内曲面的表面粗糙度测量要求，提出一种基于高精度光谱共焦位移传感技术的表面粗糙度集成在线测量方法，利用工业现场常用的三坐标测量机平台执行轮廓扫描，并记录测量扫描位置实时空间横坐标，根据空间坐标关系，将测量扫描区域的微观高度信息和扫描采样点组织映射为微观轮廓，经高斯滤波处理和评价从而得到测量对象的表面粗糙度信息。

在塑料薄膜及透明材料薄厚测量层面，朱万彬等阐述了光谱共焦传感器在测量全透明平板电脑的平整度时，由全透明平板电脑的折光率不同而引进的测量误差并进行补偿；曹太腾等基千三维数据 测量的机器视觉技术，利用光谱共焦传感器对透明材料薄厚及弧形玻璃曲面薄厚进行检测。在外表粗糙度测量层面，沈雪琴等阐述了不一样 方式测量外表粗糙度时优缺点 ，选择了根据光谱共焦传感器的测量方式并进行了有关试验，为外表粗糙度的高精密测量提供了一种新方法；林杰俊等利用光谱共焦法测量外表粗糙度样块的表面粗糙度，并阐述了其 测量不确定度。文中利用  小二乘法测算校准误差并进行了离散系统误差测算，减少光谱共焦传感器校准后的误差，并在不同精密度标准器下，探寻光谱共焦传感器的校准误差的变化情况，对今后对光谱共焦传感器的应用及科学研究拥有重要意义。光谱共焦技术是一种基于共焦显微镜原理的成像和分析技术。

非球面中心偏差的测量手段主要包括接触式(百分表)和非接触式(光学传感器)。文章基于自准直定心原理和光谱共焦位移传感技术，对高阶非球面的中心偏差进行了非接触精密测量。光学加工人员根据测量出的校正量和位置方向对球面进行抛光，使非球面透镜的中心偏差满足光学系统设计的要求。由于非球面已加工到一定精度要求，因此对球面的抛光和磨削是纠正非球面透镜中心偏差的主要方法。利用轴对称高阶非球面曲线的数学模型计算被测环D带的旋转角度θ，即光谱共焦位移传感器的工作角。光谱共焦技术的发展将有助于解决现实生产和生活中的问题。河北光谱共焦推荐

光谱共焦技术主要来自共焦显微术，早期由美国学者Minsky提出。上海光谱共焦工厂

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，图5(a)是靶丸外表面轮廓的原子力显微镜轮廓仪和白光共焦光谱轮廓仪的测量曲线。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。从图中可以看出，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。图5(b)是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，从图中可以看出，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。上海光谱共焦工厂

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