光譜共焦傳感器如何工作,？共焦色度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,。在整個傳感器的測量范圍內(nèi)，實現(xiàn)了一個非常小的,、恒定的光斑尺寸 ,，通常 <10 μm。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,。光譜共焦技術(shù)可以測量位移，利用返回光譜的峰值波長位置,。非接觸式光譜共焦按需定制

光譜共焦測量技術(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等特點，已成為工業(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、精密測量和3C電子等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用,。本次測量場景采用了創(chuàng)視智能TS-C1200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)0.025 μm的重復(fù)精度、±0.02%的線性精度,、30kHz的采樣速度和±60°的測量角度,，適用于鏡面、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)和模擬量的數(shù)據(jù)傳輸接口,。非接觸式光譜共焦按需定制光譜共焦透鏡組設(shè)計和性能優(yōu)化是光譜共焦技術(shù)研究的重要內(nèi)容之一。

采用對比測試方法,，首先對基于白光共焦光譜技術(shù)的靶丸外表面輪廓測量精度進(jìn)行了考核,，為了便于比較，將原子力顯微鏡輪廓儀的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行了偏移,。結(jié)果得出,，二者的低階輪廓整體相似，局部的輪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確測量圓周輪廓結(jié)果不一致;此外,，白光共焦光譜的信噪比較原子力低，這表明白光共焦光譜適用于靶丸表面低階的輪廓誤差的測量,。從靶丸外表面輪廓原子力顯微鏡輪廓儀測量數(shù)據(jù)和白光共焦光譜輪廓儀測量數(shù)據(jù)的功率譜曲線中可以看出,，在模數(shù)低于100的功率譜范圍內(nèi),，兩種方法的測量結(jié)果一致性較好，當(dāng)模數(shù)大于100時,，白光共焦光譜的測量數(shù)據(jù)大于原子力顯微鏡的測量數(shù)據(jù),，這也反應(yīng)了白光共焦光譜儀在高頻段測量數(shù)據(jù)信噪比相對較差的特點。由于光譜傳感器Z向分辨率比原子力低一個量級,，同時,，受環(huán)境振動、光譜儀采樣率及樣品表面散射光等因素的影響,，共焦光譜檢測數(shù)據(jù)高頻隨機(jī)噪聲可達(dá)100nm左右 ,。

因為共焦測量方法具有高精度的三維成像能力，所以它已被用于表面輪廓和三維結(jié)構(gòu)的精密測量,。本文分析了白光共焦光譜的基本原理,，建立了透明靶丸內(nèi)表面圓周輪廓測量校準(zhǔn)模型，并基于白光共焦光譜和精密旋轉(zhuǎn)軸系,，開發(fā)了透明靶丸內(nèi),、外表面圓周輪廓的納米級精度測量系統(tǒng)和靶丸圓心精密位置確定方法，使用白光共焦光譜測量靶丸殼層內(nèi)表面輪廓數(shù)據(jù)時,，其測量精度受到多個因素的影響,，如白光共焦光譜傳感器光線的入射角、靶丸殼層厚度,、殼層材料折射率和靶丸內(nèi)外表面輪廓的直接測量數(shù)據(jù),。光譜共焦位移傳感器可以實時監(jiān)測材料的變化情況，對于研究材料的力學(xué)性能具有重要意義,；

在電化學(xué)領(lǐng)域,，電極片的厚度是一個重要的參數(shù)，直接影響著電化學(xué)反應(yīng)的效率和穩(wěn)定性,，我們將介紹光譜共焦位移傳感器對射測量電極片厚度的具體方法,。首先，我們需要準(zhǔn)備一塊待測電極片和光譜共焦位移傳感器,。將電極片放置在測量平臺上,，并調(diào)整傳感器的位置，使其與電極片表面保持垂直,。接下來,，通過軟件控制傳感器進(jìn)行掃描，獲取電極片表面的光譜信息,。光譜共焦位移傳感器可以實現(xiàn)納米級的分辨率,，因此可以準(zhǔn)確地測量電極片表面的高度變化。在獲取了電極片表面的光譜信息后,，我們可以利用反射光譜的特性來計算電極片的厚度,。通過分析反射光譜的強度和波長分布,，我們可以得到電極片表面的高度信息。同時,，還可以利用光譜共焦位移傳感器的對射測量功能,，實現(xiàn)對電極片厚度的精確測量。通過對射測量,，可以消除傳感器位置和角度帶來的誤差,，從而提高測量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。除了利用光譜共焦位移傳感器進(jìn)行對射測量外,，我們還可以結(jié)合圖像處理技術(shù)對電極片表面的光譜信息進(jìn)行進(jìn)一步分析,。通過圖像處理算法，可以提取出電極片表面的特征信息,，進(jìn)而計算出電極片的厚度,。這種方法不僅可以提高測量的準(zhǔn)確性，還可以實現(xiàn)對電極片表面形貌的三維測量,。光譜共焦技術(shù)具有軸向按層分析功能?？讬z測傳感器光譜共焦生產(chǎn)商

光譜共焦位移傳感器可以用于材料的彈性模量,、形變和破壞等參數(shù)的測量。非接觸式光譜共焦按需定制

在硅片柵線的厚度測量過程中,，創(chuàng)視智能TS-C系列光譜共焦傳感器和CCS控制器被使用,。TS-C系列光譜共焦位移傳感器具有0.025 μm的重復(fù)精度，±0.02%的線性精度,，10kHz的測量速度和±60°的測量角度,。它適用于鏡面、透明,、半透明,、膜層、金屬粗糙面和多層玻璃等材料表面,，支持485,、USB、以太網(wǎng)和模擬量數(shù)據(jù)傳輸接口,。在測量太陽能光伏板硅片柵線厚度時,，使用單探頭在二維運動平臺上進(jìn)行掃描測量。柵線厚度可通過柵線高度與基底高度之差獲得,，通過將需要掃描測量的硅片標(biāo)記三個區(qū)域并使用光譜共焦C1200單探頭單側(cè)測量來完成測量,。由于柵線不是平整面，并且有一定的曲率,，因此對于測量區(qū)域的選擇具有較大的隨機(jī)性影響 ,。非接觸式光譜共焦按需定制