光譜共焦位移傳感器是基于共焦原理采用復(fù)色光為光源的傳感器,，其測(cè)扯精度能夠達(dá)到nm量級(jí),，可用于表面呈漫反射或鏡反射的物體的測(cè)匱。此外,，光譜共焦位移傳感器還可以對(duì)透明物體進(jìn)行單向厚度測(cè)量,。由于其在測(cè)量位 移方面具有高精度的特性,，對(duì)千單層和多層透明物體,，除準(zhǔn)確測(cè)量該物體的位移之外，還可以單方向測(cè)量其厚度,。本文將光譜共焦位移傳感器應(yīng)用于位移測(cè)量中，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證光譜共焦測(cè)量系統(tǒng)能夠滿足高精度的位移測(cè)蜇要求，對(duì)今后將整個(gè) 小型化,、產(chǎn)品化有著重要的意義,。光譜共焦技術(shù)具有很大的市場(chǎng)潛力,。山東高速光譜共焦

光譜共焦技術(shù)將軸向距離與波長(zhǎng)建立起一套編碼規(guī)則,，是一種高精度、非接觸的光學(xué)測(cè)量技術(shù),?；诠庾V共焦技術(shù)的傳感器作為一種亞微米級(jí)、快速精確測(cè)量的傳感器,，已經(jīng)被大量應(yīng)用于表面微觀形狀,、厚度測(cè)量、位移測(cè)量,、在線監(jiān)控及過程控制等工業(yè)測(cè)量領(lǐng)域,。展望其未來，隨著光譜共焦傳感技術(shù)的發(fā)展,，必將在微電子,、線寬測(cè)量,、納米測(cè)試、超精密幾何量計(jì)量測(cè)試等領(lǐng)域得到更多的應(yīng)用,。光譜共焦技術(shù)是在共焦顯微術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來，其無需軸向掃描,，直接由波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)軸向距離信息，從而大幅提高測(cè)量速度,。廈門光譜共焦價(jià)格光譜共焦技術(shù)的精度可以達(dá)到納米級(jí)別。

表面粗糙度是指零件在加工過程中由于不同的加工方法,、機(jī)床與刀具的精度,、振動(dòng)及磨損等因素在工件加工表面上形成的具有較小間距和較小峰谷的微觀水平狀況,，是表面質(zhì)量的一個(gè)重要衡量指標(biāo)，關(guān)系零件的磨損,、密封,、潤(rùn)滑、疲勞、研和等機(jī)械性能,。表面粗糙度測(cè)量主要可分為接觸式測(cè)量和非接觸式測(cè)量。觸針式接觸測(cè)量容易劃傷測(cè)量表面,、針尖易磨損、測(cè)量效率低,、不能測(cè)復(fù)雜表面,，而非接觸測(cè)量相對(duì)而言可以實(shí)現(xiàn)非接觸、高效、在線實(shí)時(shí)測(cè)量,，而成為未來粗糙度測(cè)量的發(fā)展方向,。目前常用的非接觸法主要有干涉法、散射法,、散斑法,、聚焦法等。而其中聚焦法較為簡(jiǎn)單實(shí)用,。采用光譜共焦位移傳感器,，搭建了一套簡(jiǎn)易的測(cè)量裝置，對(duì)膜式燃?xì)獗淼拈y蓋粗糙度進(jìn)行了非接觸的測(cè)量,，以此來判斷閥蓋密封性合格與否，取得了一定的效果,。基于光譜共焦傳感器,，利用其搭建的二維納米測(cè)量定位裝置對(duì)粗糙度樣塊進(jìn)行表面粗糙度的非接觸測(cè)量，并對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行不確定評(píng)定,，得到 U95 為 13.9%。

光譜共焦測(cè)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(gè)波長(zhǎng)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(zhǎng)才能用于測(cè)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(cè)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彩色原理進(jìn)行測(cè)量,。共焦測(cè)量提供納米分辨率并且?guī)缀?span>與目標(biāo)材料分開運(yùn)行。在傳感器的測(cè)量范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)非常小的,、恒定的光斑尺寸。微型徑向和軸向共焦版本可用于測(cè)量鉆孔或鉆孔的內(nèi)表面,，以及測(cè)量窄孔、小間隙和空腔,。光譜共焦技術(shù)在汽車制造中可以用于零件的精度檢測(cè)和測(cè)量。

在容器玻璃的生產(chǎn)過程中,，瓶子的圓度和壁厚是重要的質(zhì)量特征。因此,，必須檢查這些參數(shù)。任何有缺陷的容器都會(huì)立即被拒絕并返回到玻璃熔體中,。高處理速度與防止損壞瓶子的需要相結(jié)合，需要快速的非接觸式測(cè)量程序,。而光譜共焦傳感器適合這項(xiàng)測(cè)量任務(wù)。該系統(tǒng)在兩個(gè)點(diǎn)上同步測(cè)量,。數(shù)據(jù)通過 EtherCAT 接口實(shí)時(shí)輸出,，厚度校準(zhǔn)功能允許在傳感器的整個(gè)測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)行精確的厚度測(cè)量。無論玻璃顏色如何，自動(dòng)曝光控制都可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的測(cè)量,。光譜共焦技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高分辨率的成像和分析。山東高速光譜共焦

光譜共焦技術(shù)的研究和應(yīng)用將推動(dòng)中國(guó)科技事業(yè)的發(fā)展,。山東高速光譜共焦

具有1 mm縱向色差的超色差攝像鏡頭，擁有0.4436的圖象室內(nèi)空間NA和0.991的線形相關(guān)系數(shù)R2,。這個(gè)構(gòu)造達(dá)到了原始設(shè)計(jì)要求，表現(xiàn)出了 光學(xué)性能,。在實(shí)現(xiàn)線性散射方面,，有一些關(guān)鍵條件需要考慮，并且可以采用不同的優(yōu)化方法來完善設(shè)計(jì),。首先,，線性散射的完成條件是確保攝像鏡頭的各光譜成分具有相同的焦點(diǎn)位置，以減少色差,。為了滿足這一條件,，需要采用精確的光學(xué)元件制造和裝配，以確保不同波長(zhǎng)的光線匯聚在同一焦點(diǎn)上,。此外,，使用特殊的透鏡設(shè)計(jì)和涂層技術(shù)也可以減小縱向色差,。在優(yōu)化設(shè)計(jì)方面,，一類方法是采用非球面透鏡，以更好地校正色差,，提高圖象質(zhì)量。另一類方法包括使用折射率不同的材料組合,，以控制光線的傳播和散射,。此外,，可以通過改進(jìn)透鏡的曲率半徑,、增加光圈葉片數(shù)量和設(shè)計(jì)更復(fù)雜的光學(xué)系統(tǒng)來進(jìn)一步提高性能,?？偨Y(jié)而言,，這項(xiàng)研究強(qiáng)調(diào)了高線性縱向色差和高圖象室內(nèi)空間NA在超色差攝像鏡頭設(shè)計(jì)中的重要性。這個(gè)設(shè)計(jì)方案展示了光學(xué)工程的進(jìn)步,，表明光譜共焦位移傳感器的商品化生產(chǎn)制造將朝著高線性縱向色差,、高圖象室內(nèi)空間NA的趨勢(shì)發(fā)展,，從而提供更精確和高性能的成像設(shè)備,，滿足不同領(lǐng)域的需求,。山東高速光譜共焦