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(diǎn)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(jìn)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(diǎn)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(diǎn)測量光譜共焦技術(shù)可以消除光學(xué)系統(tǒng)的像差和色差等影響，提高測量精度。設(shè)備光譜共焦位移傳感器產(chǎn)品基本性能要求
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(diǎn)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(diǎn)的位置光電光譜共焦位移傳感器按需定制光譜共焦位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)對材料的微小變形進(jìn)行精確測量，對于研究材料的性能具有重要意義。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光譜共焦位移傳感器，其特征在于，所述光譜儀包括有機(jī)殼，固定設(shè)置在機(jī)殼中并位于所述接收光纖出光端的軸向上且用于對反射光進(jìn)行色散的棱鏡組，固定設(shè)置在所述棱鏡組的出光端并用于對色散后的光進(jìn)行聚焦的聚焦透鏡組，所述感光元件設(shè)置在聚焦透鏡組的出光端并用于接收聚焦后的各色光。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的光譜共焦位移傳感器，其特征在于，所述光譜儀還包括有用于對反射光進(jìn)行準(zhǔn)直調(diào)整的準(zhǔn)直透鏡組，所述準(zhǔn)直透鏡組設(shè)置在所述接收光纖的出光端與所述棱鏡組之間。
根據(jù)權(quán)利要求2所述的光譜共焦傳感器,其中，所述預(yù)定基準(zhǔn)軸與在使所述測量光從所述分光器的虛擬光入射口入射至所述光學(xué)系統(tǒng)的情況下的光軸相對應(yīng)。根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的光譜共焦傳感器,其中，所述多個光入射口被設(shè)置成從所述多個光入射口入射的所述多個測量光束各自的光軸變得與所述預(yù)定基準(zhǔn)軸大致平行。根據(jù)權(quán)利要求2至4中任一項所述的光譜共焦傳感器,其中，所述多個光入射口設(shè)置在相對于所述預(yù)定基準(zhǔn)軸相互對稱的位置處。根據(jù)權(quán)利要求3所述的光譜共焦傳感器,其中，所述多個光入射口設(shè)置在相對于所述虛擬光入射口相互對稱的位置處。根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項所述的光譜共焦傳感器,其中，所述多個光入射口沿著與所述線傳感器的線方向相對應(yīng)的預(yù)定方向設(shè)置。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)確性和效率。
準(zhǔn)直鏡組與色散聚焦鏡組同軸設(shè)置，且準(zhǔn)直鏡組和色散聚焦鏡組共焦點(diǎn)。這樣，使準(zhǔn)直鏡組與色散聚焦鏡組形成4F光學(xué)系統(tǒng)，進(jìn)一步減小雜散光。準(zhǔn)直鏡組與色散聚焦鏡組結(jié)構(gòu)簡單，易于加工裝配和調(diào)整，同時實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)直鏡組與色散聚焦鏡組的軸向色散與波長有較好的函數(shù)關(guān)系的優(yōu)點(diǎn)；例如，軸向色散與波長產(chǎn)生三次函數(shù)關(guān)系，有利于加快后續(xù)處理數(shù)據(jù)的運(yùn)算速度。本實(shí)用新型的光譜儀包括有機(jī)殼，在機(jī)殼中固定設(shè)置有棱鏡組，棱鏡組位于接收光纖出光端的軸向上，棱鏡組用于對反射光進(jìn)行色散，在機(jī)殼內(nèi)固定設(shè)置有聚焦透鏡組，聚焦透鏡組用于對色散后的光進(jìn)行聚焦，位于機(jī)殼內(nèi)的所述感光元件設(shè)置在聚焦透鏡組的出光端并用于接收聚焦后的多色光。它使用光譜共焦技術(shù)來測量物體的微小位移，達(dá)到亞微米級的高精度。優(yōu)勢光譜共焦位移傳感器零售價格
該傳感器的測量范圍受到光譜共焦顯微鏡成像范圍的限制。設(shè)備光譜共焦位移傳感器產(chǎn)品基本性能要求
本實(shí)用新型由于采用了上述技術(shù)方案,具有以下有益效果:1、該系統(tǒng)采用價格便宜的Y型光纖和光譜共焦透鏡組,結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,具有較強(qiáng)的實(shí)用性,實(shí)現(xiàn)了傳感器探頭的小型化,光源發(fā)射和接收同光路,利用光譜儀來對采集的光波進(jìn)行采集分析2、該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,易于產(chǎn)業(yè)化,測量精度高,能對有凹坑的材料及具有高反射特性的玻璃進(jìn)行測量3、光譜共焦具有更高的分辨率,并且由于光發(fā)射和接收同光路,不會出現(xiàn)激光三角法光路容易被遮擋或被測目標(biāo)表面過于光滑而接收不到目標(biāo)反射光的情況,對被測物適應(yīng)性強(qiáng),適用于凹坑、小孔的測量以及表面形貌的掃描恢復(fù):4、可以解決傳統(tǒng)的激光三角法測量不了的領(lǐng)域,對一些高反射、高深寬比、陡峭內(nèi)壁表面有缺陷的玻璃間隙進(jìn)行測量,且測量精度能夠達(dá)到亞微米級別。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單,實(shí)用性強(qiáng),不僅實(shí)現(xiàn)了傳感器探頭的小型化,有利于提高測量精度,而且適用于具有高深寬比、陡峭內(nèi)壁表面有缺陷的玻璃間隙進(jìn)行測量。設(shè)備光譜共焦位移傳感器產(chǎn)品基本性能要求