靶丸內表面輪廓是激光核聚變靶丸關鍵參數之一，需要進行精密檢測。本文基于白光共焦光譜和精密氣浮軸系，分析了靶丸內表面輪廓測量的基本原理，并建立了相應的白光共焦光譜測量方法。同時，作者還搭建了靶丸內表面輪廓測量實驗裝置，并利用靶丸光學圖像的輔助調心方法，實現了靶丸內表面低階輪廓的精密測量，獲得了準確的靶丸內表面輪廓曲線。作者在實驗中驗證了測量結果的可靠性，并進行了不確定度分析，結果表明，白光共焦光譜能夠實現靶丸內表面低階輪廓的精密測量 。光譜共焦位移傳感器可以實現對材料的微小變形進行精確測量，對于研究材料的性能具有重要意義；國產光譜共焦應用

根據對光譜共焦位移傳感器原理的理解和分析，可以得出理想的鏡頭應具備以下性能：首先，產生較大的軸向色差，通常需要對鏡頭進行消色差措施，而該傳感器需要利用色差進行測量，需要將其擴大化 ；其次，產生軸向色差后，焦點在軸上會因單色光的球差問題而導致光譜曲線響應的FWHM（半峰全寬）變大，影響分辨率；同時，為確保單色光在軸上匯聚到單一點，需要控制其球差；為保證傳感器的線性度并平衡其各聚焦位置的靈敏度，焦點位置應盡量與波長成線性關系。防水光譜共焦性價比高光譜共焦透鏡組設計和性能優化是光譜共焦技術研究的重要內容之一；

主要對光譜共焦傳感器的校準時的誤差進行研究。分別利用激光干涉儀與高精度測長機對光譜共焦傳感器進行測量，用球面測頭保證光譜共焦傳感器的光路位于測頭中心，以保證光譜共焦傳感器的在測量時的安裝精度，然后更換平面側頭，對光譜共焦傳感器進行校準。用?小二乘法對測量數據進行處理，得到測量數據的非線性誤差。結果表明：高精度測長機校準時的非線性誤差為0.030%，激光干涉儀校準時的分析線性誤差為0.038% 。利用?小二乘法進行數據處理及非線性誤差的計算，減小校準時產生的同軸度誤差及光譜共焦傳感器的系統誤差，提高對光譜共焦傳感器的校準精度。

實際中，光譜共焦位移傳感器可用于許多方面。它采用獨特的光譜共焦測量原理，利用單探頭可以實現對玻璃等透明材料的單向精確厚度測量，可有效監控藥劑盤和鋁塑泡罩包裝的填充量，實現納米級分辨率的精確表面掃描。該傳感器可以單向測量試劑瓶的壁厚，并且對瓶壁沒有壓力 ，通過設計轉向反射鏡可實現孔壁結構檢測和凹槽深度測量（90度側向出光版本探頭可直接測量深孔和凹槽）。光譜共焦傳感器還可用于層和玻璃間隙測量，以確定單層玻璃層之間的間隙厚度。光譜共焦技術可以在不破壞樣品的情況下進行分析。

高像素傳感器設計方案取決于的光對焦水平，要求嚴格圖象室內空間NA的眼鏡片。另一方面，光譜共焦位移傳感器的屏幕分辨率通常采用光譜抗壓強度的全半寬來精確測量。高NA能夠降低半寬，提高分辨率。因而，在設計超色差攝像鏡頭時，NA應盡可能高的。高圖象室內空間NA能提高傳感器系統的燈源使用率，使待測表層輪廊以比較大視角或一定方向歪斜。可是，NA的提高也會導致球差擴大，并產生電子光學設計優化難度。傳感器檢測范圍主要是由超色差鏡片的縱向色差確定。因為光譜儀在各個波長的像素一致，假如縱向色差與波長之間存在離散系統，這類離散系統也會導致感應器在各個波長的像素或敏感度存在較大差別，危害傳感器特性。縱向色差與波長的線性相關選用線形相關系數來精確測量，必須接近1。一般有兩種方法能夠形成充足強的色差：運用玻璃的當然散射;應用衍射光學元器件(DOE)。除開生產制造難度高、成本相對高外，當能見光根據時 ，透射耗損也非常高。光譜共焦技術在電子制造領域可以用于電子元件的精度檢測和測量。高速光譜共焦使用方法

光譜共焦技術將對未來的科學研究和產業發展產生重大影響。國產光譜共焦應用

光譜共焦位移傳感器包括光源、透鏡組和控制箱等組成部分 。光源發出一束白光，透鏡組將其發散成一系列波長不同的單色光，通過同軸聚焦在一定范圍內形成一個連續的焦點組 ，每個焦點的單色光波長對應一個軸向位置。當樣品位于焦點范圍內時，樣品表面會聚焦后的光反射回去，這些反射回來的光再經過與鏡頭組焦距相同的聚焦鏡再次聚焦后通過狹縫進入控制箱中的單色儀。因此，只有位于樣品表面的焦點位置才能聚焦在狹縫上，單色儀將該波長的光分離出來，由控制箱中的光電組件識別并獲取樣品的軸向位置。采用高數值孔徑的聚焦鏡頭可以使傳感器達到較高分辨率，滿足薄膜厚度分布測量要求。國產光譜共焦應用