本發(fā)明提供一種光譜共焦傳感器和測(cè)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(zhǎng)的多個(gè)光束;多個(gè)光學(xué)頭,用于將從所述光源部射出的所述多個(gè)光束會(huì)聚于不同的聚焦位置處,并且射出在所述聚焦位置處被測(cè)量點(diǎn)反射的測(cè)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(gè)光學(xué)頭射出的多個(gè)測(cè)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(gè)受光區(qū)域射出通過(guò)所述衍射光柵所衍射的所述多個(gè)測(cè)量光束:以及位置計(jì)算部,用于基于所述線傳感器的所述多個(gè)受光區(qū)域各自的受光位置來(lái)計(jì)算作為所述多個(gè)光學(xué)頭的測(cè)量對(duì)象的多個(gè)測(cè)量點(diǎn)的位置它的精度可以達(dá)到納米級(jí)別，適用于各種需要高精度位移測(cè)量的領(lǐng)域。南通本地光譜共焦位移傳感器
1.光譜共焦位移傳感器系統(tǒng),其特征在于:所述傳感器系統(tǒng)由鹵素?zé)艄庠础型光纖、光譜共焦透鏡組、共焦小孔和光譜儀組成,所述鹵素?zé)艄庠催B接所述Y型光纖,所述光譜儀通過(guò)所述共焦小孔連接所述Y型光纖一端,所述Y型光纖另一端連接所述光譜共焦透鏡組,所述光譜共焦透鏡組包括盒蓋、盒體、兩個(gè)雙凸球面鏡、套簡(jiǎn)和一個(gè)彎月透鏡,所述盒體內(nèi)設(shè)置有光路通道、限位槽和透光孔,所述光路通道位于所述限位槽和所述透光孔之間,所述光路通道上從左往右依次設(shè)置有兩個(gè)相互平行的number one卡槽和一個(gè)第二卡槽,兩個(gè)所述雙凸球面鏡分別限位在兩個(gè)所述number one卡槽內(nèi),所述彎月透鏡限位在所述第二卡槽內(nèi),所述Y型光纖通過(guò)SMA905插頭與所述盒體相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光譜共焦位移傳感器系統(tǒng),其特征在于:所述套筒限位在所述限位槽內(nèi),且與所述限位槽相匹配,所述套筒上設(shè)置有用于光纖連接的螺紋孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光譜共焦位移傳感器系統(tǒng),其特征在于:兩個(gè)所述雙凸球面鏡的凸面?zhèn)瘸瘍?nèi)對(duì)稱設(shè)置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光譜共焦位移傳感器系統(tǒng),其特征在于:兩個(gè)所述雙凸球面鏡之間的間距為2.5~5.5mm。?？诠庾V共焦位移傳感器24小時(shí)服務(wù)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(cè)量的準(zhǔn)確性和效率。
通過(guò)在使用測(cè)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(shí)配置光學(xué)系統(tǒng),可以將從多個(gè)光入射口入射的測(cè)量光分別射出至線傳感器的多個(gè)受光區(qū)域。 多個(gè)光入射口可以被設(shè)置成從 多個(gè)光入射口入射的 多個(gè)測(cè)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(cè)量光束射出至多個(gè)受光區(qū)域。 多個(gè)光入射口可以設(shè)置在相對(duì)于 預(yù)定基準(zhǔn)軸相互對(duì)稱的位置處。因此,可以容易地設(shè)計(jì)分光器。 多個(gè)光入射口可以設(shè)置在相對(duì)于 虛擬光入射口相互對(duì)稱的位置處。通過(guò)將多個(gè)光入射口設(shè)置在相對(duì)于作為基準(zhǔn)軸的起點(diǎn)的虛擬光入射口相互對(duì)稱的位置處,可以容易地設(shè)計(jì)分光器。
這樣，通過(guò)棱鏡組對(duì)接收光纖的出光端發(fā)出的多色光進(jìn)行色散，色散后的光通過(guò)聚焦透鏡組進(jìn)行聚焦，使焦點(diǎn)位于感光元件上，通過(guò)感光元件與控制電路電性連接，從而實(shí)現(xiàn)電信號(hào)輸出，即對(duì)反射光進(jìn)行量化處理，量化后的光波在光譜儀上產(chǎn)生一個(gè)光譜波峰，光譜曲線的峰值位置與聚焦于被測(cè)物體表面的波長(zhǎng)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)關(guān)系；光譜儀將波長(zhǎng)、被測(cè)物體的位移和光譜波峰位置三者建立對(duì)應(yīng)關(guān)系后進(jìn)行分析，通過(guò)波光譜波峰位置反推出被測(cè)物體的位移，實(shí)現(xiàn)使用光譜共焦原理測(cè)量位移的過(guò)程。本實(shí)施例采用棱鏡組進(jìn)行色散，具有較小的光能量損失。光譜共焦位移傳感器可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的微小變形進(jìn)行精確測(cè)量，對(duì)于研究材料的性能具有重要意義。
當(dāng)光線射到半透半反膜上時(shí)，一部分光線進(jìn)行透射到下三棱鏡上，一部分光線進(jìn)行反射，反射到背向所述反光鏡的一面，在上三棱鏡背向所述反光鏡的一面上進(jìn)行涂黑處理從而成為啞光面，當(dāng)光被半透半反光學(xué)鏡反射到啞光面上時(shí)，被啞光面吸收，因此可以減少整個(gè)系統(tǒng)的雜散光，提高信噪比。由于半透半反膜的厚度很小，因此射到下三棱鏡上的折射光線的偏移量小，因此可認(rèn)為，多色光從下三棱鏡射出時(shí)，基本不發(fā)生位置偏移，從下三棱鏡上射出的光線的光軸與從入射光線的出光端射出的光軸重合。這樣實(shí)現(xiàn)所有多色光的波長(zhǎng)共光軸，而且不發(fā)生光軸偏移，有利于后續(xù)對(duì)多色光進(jìn)行色散和聚焦。光譜共焦位移傳感器是一種高精度非接觸位移測(cè)量傳感器。蘇州光譜共焦位移傳感器設(shè)備生產(chǎn)
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(cè)量精度。南通本地光譜共焦位移傳感器
隨著精密和超精密制造業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)高精密的檢測(cè)需求也越來(lái)越高,因此高精密的位移傳感器也應(yīng)運(yùn)而生。超精密的位移傳感器精度可達(dá)到微納米級(jí)別;傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量雖然也有較高的精度,但是由于其可能會(huì)劃傷被測(cè)物體表面,而且當(dāng)被測(cè)物體為弱剛性或是輕軟材料時(shí),接觸式測(cè)量也會(huì)造成彈性形變,引入測(cè)量的誤差,而且接觸式測(cè)量速度較慢,難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)量,基于接觸式測(cè)量存在的諸多不足,因此非接觸式位移傳感器受到了更大的關(guān)注。如今非接觸式測(cè)量主要有電磁式和光電式兩類,電磁式位移傳感器對(duì)被測(cè)物體的材料類型有要求,因此不具有wide適用性,而且外界的電磁信號(hào)的干擾也會(huì)對(duì)測(cè)量的精度造成影響;高精密光電式位移傳感器,目前常用的是基于激光三角法的位移傳感器,其測(cè)量原理是激光光源打在被測(cè)物體表面,反射的光經(jīng)過(guò)收光鏡簡(jiǎn),在光電探測(cè)器CCD上成像通過(guò)算法標(biāo)定可以推算出被測(cè)物體的位移。目前的光譜共焦位移傳感器大多采用分光鏡和線陣CCD采集干涉條紋的方法,通過(guò)兩束光源產(chǎn)生干涉,干涉條紋的寬度信息可以反映被測(cè)物的位移量測(cè)量信息,此種方案結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本相對(duì)較高;傳統(tǒng)的激光三角法光路容易出現(xiàn)遮擋,導(dǎo)致接收反射光困難,對(duì)透明玻璃或表面有凹坑的材料等更是難以測(cè)量。南通本地光譜共焦位移傳感器