靶丸內(nèi)表面輪廓是激光核聚變靶丸的關(guān)鍵參數(shù),需要精密檢測(cè)。本文首先分析了基于白光共焦光譜和精密氣浮軸系的靶丸內(nèi)表面輪廓測(cè)量基本原理,建立了靶丸內(nèi)表面輪廓的白光共焦光譜測(cè)量方法。此外,搭建了靶丸內(nèi)表面輪廓測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置,建立了基于靶丸光學(xué)圖像的輔助調(diào)心方法,實(shí)現(xiàn)了靶丸內(nèi)表面輪廓的精密測(cè)量,獲得了準(zhǔn)確的靶丸內(nèi)表面輪廓曲線;對(duì)測(cè)量結(jié)果的可靠性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和不確定度分析,結(jié)果表明,白光共焦光譜能實(shí)現(xiàn)靶丸內(nèi)表面低階輪廓的精密測(cè)量.該技術(shù)可以采集樣品不同深度處的光譜信息進(jìn)行測(cè)量;工廠光譜共焦安裝注意事項(xiàng)
高像素傳感器設(shè)計(jì)方案取決于的光對(duì)焦水平,要求嚴(yán)格圖象室內(nèi)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(qiáng)度的全半寬來精確測(cè)量。高NA能夠降低半寬,提高分辨率。因而,在設(shè)計(jì)超色差攝像鏡頭時(shí),NA應(yīng)盡可能高的。高圖象室內(nèi)空間NA能提高傳感器系統(tǒng)的燈源使用率,使待測(cè)表層輪廊以比較大視角或一定方向歪斜??墒?,NA的提高也會(huì)導(dǎo)致球差擴(kuò)大,并產(chǎn)生電子光學(xué)設(shè)計(jì)優(yōu)化難度。傳感器檢測(cè)范圍主要是由超色差鏡片的縱向色差確定。因?yàn)楣庾V儀在各個(gè)波長的像素一致,假如縱向色差與波長之間存在離散系統(tǒng),這類離散系統(tǒng)也會(huì)導(dǎo)致感應(yīng)器在各個(gè)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(guān)選用線形相關(guān)系數(shù)來精確測(cè)量,必須接近1。一般有兩種方法能夠形成充足強(qiáng)的色差:運(yùn)用玻璃的當(dāng)然散射;應(yīng)用衍射光學(xué)元器件。除開生產(chǎn)制造難度高、成本相對(duì)高外,當(dāng)能見光根據(jù)時(shí),透射耗損也非常高。非接觸式光譜共焦使用方法光譜共焦技術(shù)具有很大的市場潛力;
光譜共焦傳感器通過使用多透鏡光學(xué)系統(tǒng)將多色白光聚焦到目標(biāo)表面上來工作。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。每個(gè)波長都有一定的偏差(特定距離)進(jìn)行工廠校準(zhǔn)。只有精確聚焦在目標(biāo)表面或材料上的波長才能用于測(cè)量。經(jīng)過共焦孔徑從目標(biāo)表面反射回來的光進(jìn)入光譜儀進(jìn)行檢測(cè)和處理。在整個(gè)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,通常小于10微米。微型徑向和軸向共焦版本可用于測(cè)量鉆孔或鉆孔內(nèi)壁面,以及測(cè)量窄孔、小間隙和空腔。
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(gè)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(cè)光中引起軸向色像差并且使所述檢測(cè)光朝向測(cè)量對(duì)象會(huì)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(cè)量對(duì)象的所述檢測(cè)光中使通過在聚焦于所述測(cè)量對(duì)象的同時(shí)被反射而穿過所述光纖的端面的檢測(cè)光光譜分散,并且產(chǎn)生受光信號(hào);以及測(cè)量約束部,其被構(gòu)造為基于所述受光信號(hào)計(jì)算所述測(cè)量對(duì)象的位移。所述頭單元包括顯示部。所述測(cè)量約束部基于以所述約束裝置的至少一個(gè)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(cè)量值為基礎(chǔ)的演算結(jié)果約束所述顯示部的顯示。光譜共焦技術(shù)可以在醫(yī)學(xué)診斷中發(fā)揮重要作用;
為了滿足全天候觀察的需求,設(shè)計(jì)了波段范圍為可見光-短波紅外寬光譜共焦光學(xué)成像系統(tǒng)。根據(jù)寬光譜共焦原理以及光學(xué)被動(dòng)式無熱化原理,設(shè)計(jì)了一個(gè)波段范圍為0.4μm~2.5μm、焦距數(shù)為50 mm,F(xiàn)數(shù)為2.8的光學(xué)成像系統(tǒng),該系統(tǒng)在可見光波段在奈奎斯特頻率為30 lp/mm時(shí)傳函值高于0.7,紅外波段在奈奎斯特頻率為30 lp/mm時(shí)傳函值高于0.5,探測(cè)器選用為15μm×15μm、像元數(shù)為640 pixel×512 pixel碲鎘汞探測(cè)器。該寬光譜共焦型光學(xué)系統(tǒng)均采用普通玻璃材料以及易加工的球面透鏡,在溫度范圍-40℃~+60℃內(nèi)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)消熱差,實(shí)現(xiàn)了無需調(diào)焦即可滿足晝夜觀察的使用需求,可廣泛應(yīng)用于安防監(jiān)控、森林防火等領(lǐng)域。光譜共焦位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的表面形貌進(jìn)行高精度測(cè)量,對(duì)于研究材料的表面性質(zhì)具有重要意義;國內(nèi)光譜共焦行情
未來,光譜共焦位移傳感器將繼續(xù)發(fā)展和完善,成為微納尺度位移測(cè)量領(lǐng)域的重要技術(shù)手段之一。工廠光譜共焦安裝注意事項(xiàng)
光譜共焦技術(shù)將軸向距離與波長建立起一套編碼規(guī)則,是一種高精度、非接觸式的光學(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,直接由波長對(duì)應(yīng)軸向距離信息,從而大幅提高測(cè)量速度。工廠光譜共焦安裝注意事項(xiàng)