傳統(tǒng)的光譜儀中，還可采用光柵進行分光，與棱鏡組相比，光柵分光的光能量損失較大，對于光譜共焦系統(tǒng)，finally照射到光譜儀的感光器件上的efficient光譜儀中，還可采用光柵進行分光，與棱鏡組相比，光柵分光的光能量損失較大，對于光譜共焦系統(tǒng)，finally照射到光譜儀的感光器件上的有效光能信號很弱，影響測量精度和效果。光譜儀還包括有用于對反射光進行準(zhǔn)直的準(zhǔn)直透鏡組，準(zhǔn)直透鏡組設(shè)置在接收光纖的出光端與棱鏡組之間。通常光線是發(fā)散的，即開始相鄰的兩條光線傳播后會相離越來越遠，通過準(zhǔn)直透鏡組對反射光進行準(zhǔn)直，可以讓多色光平行射入棱鏡組。平行光束的方向穩(wěn)定性高，在接收平面上能形成穩(wěn)定的中心，有利于后續(xù)對各色光進行色散。該傳感器的應(yīng)用將有助于提高微納制造、半導(dǎo)體制造和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中的精密測量的準(zhǔn)確性。河南光譜共焦位移傳感器常用解決方案

本發(fā)明提供一種光譜共焦傳感器和測量方法。該光譜共焦傳感器包括:光源部,用于射出具有不同波長的多個光束;多個光學(xué)頭,用于將從所述光源部射出的所述多個光束會聚于不同的聚焦位置處,并且射出在所述聚焦位置處被測量點反射的測量光:分光器,其包括:線傳感器,以及光學(xué)系統(tǒng),其包括用于使從所述多個光學(xué)頭射出的多個測量光束發(fā)生衍射的衍射光柵,并且向所述線傳感器的不同的多個受光區(qū)域射出通過所述衍射光柵所衍射的所述多個測量光束:以及位置計算部,用于基于所述線傳感器的所述多個受光區(qū)域各自的受光位置來計算作為所述多個光學(xué)頭的測量對象的多個測量點的位置唐山設(shè)備光譜共焦位移傳感器它可以實現(xiàn)對材料的微觀結(jié)構(gòu)進行高精度測量，對于研究材料的微觀性質(zhì)具有重要意義。

本實用新型的工作原理如下:1)鹵素?zé)艄庠窗l(fā)出的光,通過Y型光纖后,一端經(jīng)光譜共焦透鏡組后,照射到被測物體表面,經(jīng)過光譜共焦透鏡組后買不同波長的光產(chǎn)生光譜的色散。2)光源通過光譜共焦透鏡組后,照射到某一位置的被測物體,經(jīng)被測物體表面反射的某一波長的單色光,反向回到Y(jié)型光纖的另一端,單色光到達共焦小孔,由于小孔濾波的作用,only有被測物體表面反射的該波長單色光,通過共焦小孔后進入光譜儀,采集光譜信息;并通過調(diào)整被測物體的位置,利用光譜儀來收集反射回來光的光譜信息。3)對采集到的光譜信息進行光強的歸一化處理,并對原始的光譜數(shù)據(jù)進行去噪平滑等預(yù)處理后,擬合出一條符合平滑的曲線,然后采用高斯擬合的算法來進行峰譜定位,高斯函數(shù)的峰值位置為其一階導(dǎo)數(shù)的零點,可以認(rèn)為找到了高斯函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)零點就找到了高斯函數(shù)的峰譜位置。4)利用超精密的運動控制臺,來標(biāo)定不同位置對應(yīng)的光譜譜峰值,找出一一對應(yīng)關(guān)系;標(biāo)定完成后,通過讀取軟件上峰譜值的大小,就可以測出被測物離光源的精確位置。以上only為本實用新型的具體實施例,但本實用新型的技術(shù)特征并不局限于此。任何以本實用新型為基礎(chǔ),為實現(xiàn)基本相同的技術(shù)效果,所作出地簡單變化、等同替換或者修飾等。

為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實施例對本實用新型進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例only用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。本實用新型提出一種光譜共焦位移傳感器，包括光源耦合器1000，所述光源耦合器1000包括有用于產(chǎn)生多色光的多色光光源1100；多色光光源1100可使用激光熒光系統(tǒng)，也可使用LED燈發(fā)光照射熒光粉產(chǎn)生白光，還可以是LED燈直接產(chǎn)生白光，光源耦合器1000產(chǎn)生的光能可以適當(dāng)調(diào)節(jié)，同時通過反饋控制實現(xiàn)光源耦合器1000產(chǎn)生持續(xù)的、亮度恒定不變的多色光，從而使光能量和測量更加穩(wěn)定；光源耦合部分設(shè)置有帶通濾光片1200,讓有效的多色光通過,對無效的紅外光和熱量進行過濾,避免進入其他部件而造成熱變形，因此，對整體系統(tǒng)的性能有改善作用。它可以測量物體微小的位移，精度高達亞微米級別。

分光器包括線傳感器和光學(xué)系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)包括用于使從所述多個光學(xué)頭射出的多個測量光束發(fā)生衍射的衍射光柵,并且所述光學(xué)系統(tǒng)向所述線傳感器的不同的多個受光區(qū)域射出通過所述衍射光柵所衍射的所述多個測量光束中的各個測量光束。 所述位置計算部基于所述線傳感器的所述多個受光區(qū)域各自的受光位置來計算作為所述多個光學(xué)頭的測量對象的多個測量點各自的位置。該光譜共焦傳感器包括用于使用從光源部射出的光進行測量的多個光學(xué)頭。從光學(xué)頭各自射出的測量光由于衍射光柵而發(fā)生衍射,并且分別向線傳感器的多個受光區(qū)域射出。因此,可以基于線傳感器的多個受光區(qū)域的各受光位置來計算多個測量點各自的位置。結(jié)果,可以在不增加衍射光柵和線傳感器的數(shù)量的情況下,利用少量的組件來執(zhí)行多點測量該傳感器的應(yīng)用將有助于提高微納制造、生物醫(yī)學(xué)和半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域中的精密測量的準(zhǔn)確性。唐山設(shè)備光譜共焦位移傳感器

傳感器的測量范圍受到光譜共焦顯微鏡成像范圍的限制。河南光譜共焦位移傳感器常用解決方案

通過在使用測量光從虛擬光入射口入射的情況下的光軸作為基準(zhǔn)的情況下在布置線傳感器的同時配置光學(xué)系統(tǒng),可以將從多個光入射口入射的測量光分別射出至線傳感器的多個受光區(qū)域。 多個光入射口可以被設(shè)置成從 多個光入射口入射的 多個測量光束各自的光軸變得與 預(yù)定基準(zhǔn)軸大致平行。因此,可以容易地將各測量光束射出至多個受光區(qū)域。 多個光入射口可以設(shè)置在相對于 預(yù)定基準(zhǔn)軸相互對稱的位置處。因此,可以容易地設(shè)計分光器。 多個光入射口可以設(shè)置在相對于 虛擬光入射口相互對稱的位置處。通過將多個光入射口設(shè)置在相對于作為基準(zhǔn)軸的起點的虛擬光入射口相互對稱的位置處,可以容易地設(shè)計分光器。河南光譜共焦位移傳感器常用解決方案