采用入射光纖和接收光纖分離的方式，發(fā)射光和反射光從不同的光路中傳輸，從而避免光線在傳輸過(guò)程中產(chǎn)生內(nèi)部干擾，提高了光譜共焦系統(tǒng)的信噪比；而且通過(guò)設(shè)置發(fā)射光和反射光的單獨(dú)通道，光路更順暢，發(fā)射光和反射光分別在入射光纖和接收光纖中傳播時(shí)不會(huì)出現(xiàn)自身反射，從而避免光信號(hào)的干擾和能量損失。而傳統(tǒng)的光路設(shè)置過(guò)程中，采用的是Y型光纖，入射光纖和接收光纖在探頭內(nèi)耦合成一條光纖，形成Y型光纖，這樣會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部串?dāng)_，降低信噪比，影響有效信號(hào)的提取和整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而本方案中的入射光纖和接收光纖單獨(dú)進(jìn)行設(shè)置，可以避免傳統(tǒng)Y型光纖的問(wèn)題，使光的傳播更加穩(wěn)定。該傳感器可以與其他測(cè)量設(shè)備相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多參數(shù)的綜合測(cè)量。如何光譜共焦位移傳感器答疑解惑
在探頭殼體的內(nèi)側(cè)壁上固定設(shè)置有反光鏡，所述反光鏡用于反射所述半透半反光學(xué)鏡所發(fā)出的反射光，即反光鏡對(duì)半透半反光學(xué)鏡所反射的光線進(jìn)行再次反射，所述接收光纖入光端位于所述反光鏡的上方，通過(guò)反光鏡所反射的反射光進(jìn)入到接收光纖的入光端，再通過(guò)接收光纖傳遞反射光到光譜儀。本實(shí)施例中采用的入射光纖和接收光纖的入光端和出光端的用于導(dǎo)光的纖芯直徑均為微米級(jí)，直徑通常為50-100毫米，導(dǎo)光直徑非常小，當(dāng)反射光的焦點(diǎn)落在接收光纖的纖芯之外時(shí)，無(wú)法對(duì)反射光進(jìn)行接收，而需要測(cè)量的相應(yīng)波長(zhǎng)的反射光可以順利通過(guò)接收光纖的纖芯，被順利接收和傳導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同波長(zhǎng)的反射光進(jìn)行選擇和物理過(guò)濾，因此可以通過(guò)縮小光纖的纖芯直徑來(lái)使采樣信號(hào)更銳利，從提高采樣信號(hào)的信噪比和測(cè)量精確度。如何光譜共焦位移傳感器的用途和特點(diǎn)光譜共焦位移傳感器可以應(yīng)用于材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、納米技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域。
白色光中所包括的多個(gè)可見(jiàn)光束彼此分離,并且從殼體部向著待測(cè)物體的測(cè)量點(diǎn)射出。應(yīng)當(dāng)注意,在圖中,RGB這三個(gè)顏色的光表示由物鏡分離的多個(gè)可見(jiàn)光束。當(dāng)然,還射出其它顏色(其它波長(zhǎng))的光。 圖1所示的波長(zhǎng)和聚焦位置P,表示多個(gè)可見(jiàn)光束中的具有shortest波長(zhǎng)的可見(jiàn)光的波長(zhǎng)和聚焦位置,并且例如與藍(lán)色光B相對(duì)應(yīng)。波長(zhǎng)入和聚焦位置P表示多個(gè)可見(jiàn)光數(shù)中的具有longest波長(zhǎng)的可見(jiàn)光的波長(zhǎng)和聚焦位置,并且例如與紅色光R相對(duì)應(yīng)。波長(zhǎng)和聚焦位置P表示多個(gè)可見(jiàn)光束中的任意可見(jiàn)光的波長(zhǎng)和聚焦位置,并且在圖中例示出綠色光G(k=1~n).
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(duì)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(duì)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(duì)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。該傳感器利用光學(xué)共焦原理，通過(guò)測(cè)量材料表面的光譜變化來(lái)確定位移大小。
本實(shí)施例中通過(guò)采用可拆卸連接便于導(dǎo)光光纖的維護(hù)和更換。所述的發(fā)光件可設(shè)置為一個(gè)或多個(gè)，當(dāng)設(shè)置為一個(gè)時(shí)，導(dǎo)光光纖均傳遞一個(gè)發(fā)光件的光，這樣會(huì)導(dǎo)致傳遞到探頭殼體上的光較弱，從而導(dǎo)致光線的辨識(shí)度不高，因此本實(shí)施例中的所述發(fā)光件設(shè)置有多個(gè)，根據(jù)數(shù)量不同按照不同排列方式排列在光源耦合器中，所述的導(dǎo)光光纖設(shè)置有多個(gè)，發(fā)光件和導(dǎo)光光纖的關(guān)系為一一對(duì)應(yīng)連接關(guān)系，多個(gè)導(dǎo)光光纖呈對(duì)稱(chēng)分布或圓周陣列分布在探頭殼體的側(cè)壁上，這樣由導(dǎo)光光纖一一對(duì)應(yīng)傳遞發(fā)光件產(chǎn)生的光，使光從探頭殼體上發(fā)出后辨識(shí)度高。光譜共焦位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同材料的位移測(cè)量，包括金屬、陶瓷、塑料等。如何光譜共焦位移傳感器的用途和特點(diǎn)
它可以實(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。如何光譜共焦位移傳感器答疑解惑
根據(jù)權(quán)利要求1所述的光譜共焦傳感器,其中所述線傳感器是在使用預(yù)定基準(zhǔn)軸作為基準(zhǔn)的情況下布置的,以及所述光學(xué)系統(tǒng)是在使用所述預(yù)定基準(zhǔn)軸作為基準(zhǔn)的情況下配置的,并且所述光學(xué)系統(tǒng)包括所述多個(gè)測(cè)量光束入射的多個(gè)光入射口,其中所述多個(gè)光入射口在使用所述預(yù)定基準(zhǔn)軸作為基準(zhǔn)的情況下設(shè)置在不同位置處。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(cè)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(duì)應(yīng)。如何光譜共焦位移傳感器答疑解惑