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(fā)出一束白光,透鏡組將其發(fā)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(xù)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(jīng)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(shù)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。國內外已經(jīng)有很多光譜共焦技術的研究成果發(fā)表。怎樣選擇光譜共焦行情
譜共焦位移傳感器是一種高精度的光學測量儀器,主要應用于工業(yè)生產(chǎn)、科學研究和質量控制等領域。特別是在工業(yè)制造中,比如汽車工業(yè)的發(fā)動機制造領域,氣缸內壁的精度對發(fā)動機的性能和可靠性有著直接的影響。光譜共焦位移傳感器可以實現(xiàn)非接觸式測量,提供高精度和高分辨率的數(shù)據(jù),制造商得以更好地掌握產(chǎn)品質量并提高生產(chǎn)效率。它利用激光共焦成像原理,能夠準確測量金屬內壁表面形貌,包括凹凸、微觀結構和表面粗糙度等參數(shù)。這些數(shù)據(jù)對保證發(fā)動機氣缸內壁的精密性和一致性非常重要,從而保障發(fā)動機性能和長期可靠性。此外 在科學研究領域,光譜共焦位移傳感器也扮演關鍵角色,幫助研究者進一步了解各種材料的微觀特性和表面形態(tài),推動材料科學、工程技術進步和開發(fā)創(chuàng)新應用。品牌光譜共焦制造公司光譜共焦厚度檢測系統(tǒng)可以實現(xiàn)厚度的非接觸式測量。
高像素傳感器的設計取決于對焦水平和圖像室內空間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行精確測量。高NA可以降低半寬,提高分辨率。因此,在設計超色差攝像鏡頭時,需要盡可能提高NA。高圖像室內空間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也會導致球差擴大,并增加電子光學設計的優(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元件(DOE)可以形成足夠強的色差。然而,制造難度和成本相對較高,且在可見光范圍內透射損耗也非常高。
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?zhèn)阮^,對光譜共焦傳感器進行校準。用?小二乘法對測量數(shù)據(jù)進行處理,得到測量數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)處理及非線性誤差的計算,減小校準時產(chǎn)生的同軸度誤差及光譜共焦傳感器的系統(tǒng)誤差,提高對光譜共焦傳感器的校準精度。光譜共焦位移傳感器具有高靈敏度和迅速響應的特點,可以實現(xiàn)實時測量和監(jiān)測。
采用對比測試方法,首先對基于白光共焦光譜技術的靶丸外表面輪廓測量精度進行了考核 。為了便于比較,將原子力顯微鏡輪廓儀的測量數(shù)據(jù)進行了偏移。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。在模數(shù)低于100的功率譜范圍內,兩種方法的測量結果一致性較好,當模數(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)高頻隨機噪聲可達100nm左右。光譜共焦能夠提高研究和制造的精度和效率,為科學研究和工業(yè)生產(chǎn)提供了有力的技術支持。國產(chǎn)光譜共焦精度
光譜共焦技術的應用將有助于推動中國科技創(chuàng)新的發(fā)展。怎樣選擇光譜共焦行情
光譜共焦傳感器通過使用多透鏡光學系統(tǒng)將多色白光聚焦到目標表面上來工作。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。每個波長都有一定的偏差(特定距離)進行工廠校準。只有精確聚焦在目標表面或材料上的波長才能用于測量。經(jīng)過共焦孔徑從目標表面反射回來的光進入光譜儀進行檢測和處理。在整個傳感器的測量范圍內,實現(xiàn)了一個非常小的、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量鉆孔或鉆孔內壁面,以及測量窄孔、小間隙和空腔 。怎樣選擇光譜共焦行情