非接触式光谱共焦的原理

集成于2D扫描系统上，光谱共焦位移传感器可以提供针对负载表面形貌的2D和高度测量数据。创新的光谱共焦原理使本传感器可以直接透过透明件工件的前后表面测量厚度，整个过程需要使用一个传感器从工件的一个侧面测量。相对于三角反射原理的激光位移传感器，本仪器因采用同轴光，从而可以更有效地测量弧工件的厚度。高采样频率，小尺寸体积和卡放的数据接口，使本仪器非常容易集成至在线生产和检测设备中 ，实现线上检测。由于采用超高的采样频率和超高精度,光谱共焦传感器可以对震动物件进行测量,传感器采用的非接触设计，避免测量过程中对震动物件造成干扰，同时可以对复杂区域进行详细的测量和分析。激光技术的发展推动了激光位移传感器的研究和应用。非接触式光谱共焦的原理

光谱共焦传感器如何工作？共焦色度测量原理通过使用多透镜光学系统将多色白光聚焦到目标表面来工作。透镜的排列方式是通过控制色差（像差）将白光分散成单色光。工厂校准为每个波长分配了一定的偏差（特定距离）。只有精确聚焦在目标表面或材料上的波长才能用于测量。从目标表面反射的这种光通过共焦孔径到达光谱仪，该光谱仪检测并处理光谱变化。在整个传感器的测量范围内，实现了一个非常小的、恒定的光斑尺寸 ，通常 <10 µm。微型径向和轴向共焦版本可用于测量钻孔或钻孔的内表面，以及测量窄孔、小间隙和空腔。点光谱共焦测距光谱共焦位移传感器可以用于结构的振动、变形和位移等参数的测量。

差动共焦拉曼光谱测试方法是一种通过激光激发样品产生拉曼散射信号，并利用差动共焦显微镜提高空间分辨率、抑制激光背景和表面散射等干扰信号的非接触式拉曼光谱测试方法。该方法将样品放置于差动共焦显微镜中，利用两束激光在焦平面聚焦下的共焦点对样品进行局部激发，产生拉曼散射信号。其中一束激光在焦平面发生微小振动，通过检测二者之间的光路差异，可以抑制激光背景和表面散射等干扰信号。该方法具有高空间分辨率和高信噪比等特点，可以实现微区域的化学组成分析和表征。该方法可用于单个纳米颗粒、生物组织、纳米线、nanofilm等微型样品的表征，以及材料科学、生物医学、环境科学等领域的研究。需要注意的是，在差动共焦拉曼光谱测试中，样品的浓度、表面性质、对激光的散射能力等都会影响测试结果，因此需要对不同样品进行适当的处理和优化 。

三坐标测量机是加工现场常用的高精度产品尺寸及形位公差检测设备，其具有通用性强，精确可靠等优点。本文面向一种特殊材料异型结构零件内曲面的表面粗糙度测量要求，提出一种基于高精度光谱共焦位移传感技术的表面粗糙度在线测量的方法，利用工业现场常用的三坐标测量机平台执行轮廓扫描，并记录测量扫描位置实时空间横坐标，根据空间坐标关系，将测量扫描区域的微观高度信息和扫描采样点组织映射为微观轮廓，经高斯滤波处理得到测量对象的表面粗糙度信息 。光谱共焦位移传感器在微机电系统、医学、材料科学等领域中有着广泛的应用。

光谱共焦技术是在共焦显微术基础上发展而来的技术，在测量过程中无需轴向扫描，直接由波长对应轴向距离信息，因此可以大幅提高测量速度。基于光谱共焦技术的传感器是近年来出现的一种高精度、非接触式的新型传感器，精度理论上可达到纳米级。由于光谱共焦传感器对被测表面状况要求低、允许被测表面有更大的倾斜角、测量速度快、实时性高，因此迅速成为工业测量的热门传感器，大量应用于精密定位、薄膜厚度测量、微观轮廓精密测量等领域。本文介绍了光谱共焦技术的原理，并列举了光谱共焦传感器在几何量计量测试中的典型应用。同时 对共焦技术在未来精密测量的进一步应用进行了探讨，并展望了其发展前景。光谱共焦位移传感器可以实现对材料的微小变形进行精确测量，对于研究材料的性能具有重要意义；光谱共焦测量方法

激光共焦扫描显微镜将被测物体沿光轴移动或将透镜沿光轴移动。非接触式光谱共焦的原理

高精度光谱共焦位移传感器具有非常高的测量精度 。它能够实现纳米级的位移测量，对于晶圆表面微小变化的检测具有极大的优势。在半导体行业中，晶圆的表面质量对于芯片的制造具有至关重要的影响，因此需要一种能够jing'q精确测量晶圆表面位移的传感器来保证芯片的质量。其次，高精度光谱共焦位移传感器具有较高的测量速度。它能够迅速地对晶圆表面进行扫描和测量，极大地提高了生产效率。在晶圆制造过程中，时间就是金钱，因此能够准确地测量晶圆表面位移对于生产效率的提高具有重要意义。另外，高精度光谱共焦位移传感器具有较强的抗干扰能力。它能够在复杂的环境下进行稳定的测量，不受外界干扰的影响。在半导体制造厂房中，存在各种各样的干扰源，如电磁干扰、光学干扰等，而高精度光谱共焦位移传感器能够抵御这些干扰，保证测量的准确性和稳定性。非接触式光谱共焦的原理