光譜共焦位移傳感器是一種基于共焦顯微鏡和掃描式激光干涉儀的非接觸式位移傳感器。 它的工作原理是將樣品表面反射的激光束和參考激光束進(jìn)行干涉，利用干涉條紋的位移以及光譜的相關(guān)變化實現(xiàn)對樣品表面形貌和性質(zhì)的高精度測量。 該傳感器可以實現(xiàn)微米級甚至亞微米級的位移測量精度，并且具有較寬的測量范圍，通常在數(shù)十微米級別甚至以上。 光譜共焦位移傳感器的優(yōu)點是能夠在高速動態(tài)、曲面、透明和反射性樣品等復(fù)雜情況下實現(xiàn)高精度測量，具有很大的應(yīng)用前景。 光譜共焦位移傳感器主要應(yīng)用于顆粒表面形貌和性質(zhì)的研究、生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、材料表面缺陷和應(yīng)力研究等領(lǐng)域，尤其在微納米技術(shù)、精密制造、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。光譜共焦技術(shù)在材料科學(xué)領(lǐng)域可以用于材料的性能測試和分析；高速光譜共焦廠家

共焦位移傳感器是一種共焦位移傳感器,其包括:頭單元，其包括共焦光學(xué)系統(tǒng)；約束裝置，其包括投光用光源，所述投光用光源被構(gòu)造為產(chǎn)生具有多個波長的光；以及光纖線纜，其包括用于將從所述投光用光源出射的光傳送到所述頭單元的光纖。所述頭單元包括光學(xué)構(gòu)件，所述光學(xué)構(gòu)件被構(gòu)造為在經(jīng)由所述光纖的端面出射的檢測光中引起軸向色像差并且使所述檢測光朝向測量對象會聚。所述約束裝置包括：分光器，其被構(gòu)造為在經(jīng)由所述光學(xué)構(gòu)件照射于所述測量對象的所述檢測光中使通過在聚焦于所述測量對象的同時被反射而穿過所述光纖的端面的檢測光光譜分散，并且產(chǎn)生受光信號；以及測量約束部，其被構(gòu)造為基于所述受光信號計算所述測量對象的位移。所述頭單元包括顯示部。所述測量約束部基于以所述約束裝置的至少一個操作狀態(tài)、表征各波長的受光強(qiáng)度的受光波形和所述位移的測量值為基礎(chǔ)的演算結(jié)果約束所述顯示部的顯示。品牌光譜共焦市場光譜共焦技術(shù)具有很大的市場潛力；

光譜共焦測量原理通過使用多透鏡光學(xué)系統(tǒng)將多色白光聚焦到目標(biāo)表面來工作。透鏡的排列方式是通過控制色差（像差）將白光分散成單色光。工廠校準(zhǔn)為每個波長分配了一定的偏差（特定距離）。只有精確聚焦在目標(biāo)表面或材料上的波長才能用于測量。從目標(biāo)表面反射的這種光通過共焦孔徑到達(dá)光譜儀，該光譜儀檢測并處理光譜變化。漫反射表面和鏡面反射表面都可以使用共焦原理進(jìn)行測量。共焦測量提供納米分辨率并且?guī)缀跖c目標(biāo)材料分開運(yùn)行。在傳感器的測量范圍內(nèi)實現(xiàn)了一個非常小的光斑尺寸。微型徑向和軸向共焦版本可用于測量鉆孔或鉆孔的內(nèi)表面，以及測量窄孔、小間隙和空腔。

光譜共焦測量技術(shù)是共焦原理和編碼技術(shù)的結(jié)合。白色光源和光譜儀可以完成一個相對高度范圍的準(zhǔn)確測量。光譜共焦位移傳感器的準(zhǔn)確測量原理如圖1所示。在光纖和超色差鏡片的幫助下，產(chǎn)生一系列連續(xù)而不重合的可見光聚焦點。當(dāng)待測物體放置在檢測范圍內(nèi)時，只有一種光波長能夠聚焦在待測物表面并反射回來，產(chǎn)生波峰信號。其他波長將失去對焦。使用干涉儀的校準(zhǔn)信息可以計算待測物體的位置，并創(chuàng)建對應(yīng)于光譜峰處波長偏移的編碼。超色差鏡片通過提高縱向色差，可以在徑向分離出電子光學(xué)信號的不同光譜成分，因此是傳感器的關(guān)鍵部件，其設(shè)計方案非常重要。該技術(shù)可以采集樣品不同深度處的光譜信息進(jìn)行測量；

高像素傳感器的設(shè)計取決于對焦水平和圖像室內(nèi)空間NA的要求。同時，在光譜共焦位移傳感器中，屏幕分辨率通常采用全半寬來進(jìn)行精確測量。高NA可以降低半寬，提高分辨率。因此，在設(shè)計超色差攝像鏡頭時，需要盡可能提高NA。高圖像室內(nèi)空間NA可以提高傳感器系統(tǒng)的燈源使用率，并允許待測表面在相對大的角度或某些方向上傾斜。但是，同時提高NA也會導(dǎo)致球差擴(kuò)大，并增加電子光學(xué)設(shè)計的優(yōu)化難度。傳感器的檢測范圍主要取決于超色差鏡片的縱向色差。因為光譜儀在各個波長的像素應(yīng)該是一致的，如果縱向色差與波長之間存在離散系統(tǒng)，這種離散系統(tǒng)也會對傳感器的像素或靈敏度在不同波長上造成較大的差別，從而損害傳感器的特性。通過使用自然散射的玻璃或者衍射光學(xué)元件(DOE)可以形成足夠強(qiáng)的色差。然而，制造難度和成本相對較高，且在可見光范圍內(nèi)透射損耗也非常高。光譜共焦技術(shù)在材料科學(xué)領(lǐng)域可以用于材料表面和內(nèi)部的成像和分析；自動測量內(nèi)徑光譜共焦品牌企業(yè)

光譜共焦位移傳感器的測量精度和穩(wěn)定性受到光源、光譜儀和探測器等因素的影響。高速光譜共焦廠家

譜共焦測量技術(shù)由于其高精度、允許被測表面有更大的傾斜角、測量速度快、實時性高、對被測表面狀況要求低、以及高分辨率的獨特優(yōu)勢，迅速成為工業(yè)測量的熱門傳感器，在生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)、半導(dǎo)體制造、表面工程研究、精密測量、3C電子等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

本次測量場景使用的是創(chuàng)視智能TS-C10000光譜共焦傳感頭和CCS控制器。TS-C系列光譜共焦位移傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)0.025μm的重復(fù)精度，±0.02% of F.S.的線性精度，10kHz的采樣速度，以及±65°的測量角度，能夠適應(yīng)鏡面、透明、半透明、膜層、金屬粗糙面、多層玻璃等材料表面，支持485、USB、以太網(wǎng)、模擬量的數(shù)據(jù)傳輸接口。 高速光譜共焦廠家