光(guang)(guang)(guang)(guang)譜共(gong)(gong)焦(jiao)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器是(shi)一種(zhong)基(ji)于(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)(guang)波(bo)長(chang)偏移(yi)(yi)(yi)調制的(de)(de)(de)非接(jie)(jie)觸式(shi)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器。它也是(shi)一種(zhong)新型極高(gao)精(jing)(jing)密(mi)度(du)(du)、極高(gao)可靠性的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器，近些年(nian)對迅速、精(jing)(jing)確的(de)(de)(de)非接(jie)(jie)觸式(shi)測(ce)量(liang)(liang)(liang)變得更(geng)加關鍵(jian)。光(guang)(guang)(guang)(guang)譜共(gong)(gong)焦(jiao)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器不但可以精(jing)(jing)確測(ce)量(liang)(liang)(liang)偏移(yi)(yi)(yi)，還可用(yong)作(zuo)圓(yuan)直徑(jing)的(de)(de)(de)精(jing)(jing)確測(ce)量(liang)(liang)(liang)，及其(qi)塑料薄(bo)膜的(de)(de)(de)折光(guang)(guang)(guang)(guang)率和(he)厚度(du)(du)的(de)(de)(de)精(jing)(jing)確測(ce)量(liang)(liang)(liang)，在電(dian)(dian)子(zi)光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)計量(liang)(liang)(liang)檢定、光(guang)(guang)(guang)(guang)化學(xue)反應(ying)、生物(wu)醫(yi)學(xue)工程電(dian)(dian)子(zi)光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)等(deng)領域具(ju)備大量(liang)(liang)(liang)應(ying)用(yong)市(shi)場前景(jing)。光(guang)(guang)(guang)(guang)譜共(gong)(gong)焦(jiao)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器的(de)(de)(de)誕生歸功于(yu)(yu)共(gong)(gong)聚焦(jiao)顯微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)研(yan)究。它們工作(zuo)中原(yuan)理(li)類似(si)，都基(ji)于(yu)(yu)共(gong)(gong)焦(jiao)原(yuan)理(li)。1955年(nian)，馬文(wen)·明斯基(ji)依(yi)據共(gong)(gong)焦(jiao)原(yuan)理(li)研(yan)發出共(gong)(gong)焦(jiao)光(guang)(guang)(guang)(guang)學(xue)顯微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)。接(jie)(jie)著，Molesini等(deng)于(yu)(yu)1984年(nian)給出了(le)(le)光(guang)(guang)(guang)(guang)譜深(shen)層掃(sao)描儀原(yuan)理(li)，并將(jiang)其(qi)用(yong)于(yu)(yu)表(biao)面輪廓儀。后來在1992年(nian)，Browne等(deng)人又(you)把它運(yun)(yun)用(yong)到(dao)共(gong)(gong)聚焦(jiao)顯微(wei)鏡(jing)(jing)(jing)中，應(ying)用(yong)特殊目鏡(jing)(jing)(jing)造成散射開(kai)(kai)展高(gao)度(du)(du)測(ce)量(liang)(liang)(liang)，不用(yong)彩色掃(sao)描，提升了(le)(le)測(ce)量(liang)(liang)(liang)速度(du)(du)。a.Ruprecht等(deng)運(yun)(yun)用(yong)透射分束制定了(le)(le)超色差(cha)鏡(jing)(jing)(jing)片(pian)，a.Miks探討(tao)了(le)(le)運(yun)(yun)用(yong)與不一樣玻璃材質(zhi)連接(jie)(jie)的(de)(de)(de)鏡(jing)(jing)(jing)片(pian)得到(dao)鏡(jing)(jing)(jing)頭焦(jiao)距與波(bo)長(chang)線性關系的(de)(de)(de)辦法。除開(kai)(kai)具(ju)有(you)μm乃至納米技術屏幕分辨率以外，光(guang)(guang)(guang)(guang)譜共(gong)(gong)焦(jiao)位(wei)(wei)(wei)(wei)移(yi)(yi)(yi)傳(chuan)(chuan)感(gan)(gan)器還具(ju)備對表(biao)層質(zhi)量(liang)(liang)(liang)要求低，容許更(geng)多的(de)(de)(de)傾斜度(du)(du)和(he)達到(dao)千HZ的(de)(de)(de)輸(shu)出功率的(de)(de)(de)優勢(shi)。光(guang)(guang)(guang)(guang)譜共(gong)(gong)焦(jiao)技術的(de)(de)(de)研(yan)究和(he)應(ying)用(yong)將(jiang)推(tui)動中國科技事業的(de)(de)(de)發展。智能光(guang)(guang)(guang)(guang)譜共(gong)(gong)焦(jiao)操作(zuo)方法

物體的(de)(de)(de)表面(mian)形貌可(ke)(ke)以基于距(ju)離的(de)(de)(de)確定(ding)來進(jin)行。光(guang)(guang)(guang)譜(pu)共(gong)焦傳(chuan)感(gan)器還可(ke)(ke)用(yong)于測(ce)(ce)(ce)量(liang)氣(qi)缸套的(de)(de)(de)圓度(du)(du)、直徑、粗糙度(du)(du)和表面(mian)結(jie)構。當測(ce)(ce)(ce)量(liang)對象包含不(bu)(bu)同類型的(de)(de)(de)材(cai)料（例如塑料和金屬）時，盡管距(ju)離值(zhi)保持不(bu)(bu)變，但反射率會(hui)突(tu)出材(cai)料之間(jian)的(de)(de)(de)差異(yi)。劃(hua)痕和不(bu)(bu)平整(zheng)會(hui)影(ying)響反射度(du)(du)并變得(de)可(ke)(ke)見。在檢測(ce)(ce)(ce)到(dao)信(xin)號(hao)強度(du)(du)的(de)(de)(de)變化后，系統會(hui)創建目標(biao)及其精(jing)(jing)細結(jie)構的(de)(de)(de)精(jing)(jing)確圖(tu)像。 除了距(ju)離測(ce)(ce)(ce)量(liang)之外(wai)，另一(yi)種選擇是使用(yong)信(xin)號(hao)強度(du)(du)進(jin)行測(ce)(ce)(ce)量(liang)，這(zhe)(zhe)可(ke)(ke)以實(shi)現精(jing)(jing)細結(jie)構的(de)(de)(de)可(ke)(ke)視化。通過恒定(ding)的(de)(de)(de)曝光(guang)(guang)(guang)時間(jian)，可(ke)(ke)以獲得(de)關于表面(mian)評估的(de)(de)(de)附(fu)加信(xin)息(xi)，而這(zhe)(zhe)靠距(ju)離測(ce)(ce)(ce)量(liang)是不(bu)(bu)可(ke)(ke)能的(de)(de)(de)。蕪(wu)湖(hu)新型光(guang)(guang)(guang)譜(pu)共(gong)焦該技術可(ke)(ke)以采集(ji)樣品(pin)不(bu)(bu)同深(shen)度(du)(du)處的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)信(xin)息(xi)進(jin)行測(ce)(ce)(ce)量(liang)。

光(guang)譜共(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)技(ji)術(shu)將(jiang)軸(zhou)(zhou)向(xiang)距(ju)離與波長建(jian)立起一(yi)套編碼規則，是一(yi)種(zhong)高精度、非(fei)接觸(chu)的光(guang)學測(ce)量(liang)技(ji)術(shu)。基于光(guang)譜共(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)技(ji)術(shu)的傳感(gan)器(qi)作為一(yi)種(zhong)亞微米(mi)級、快(kuai)速精確測(ce)量(liang)的傳感(gan)器(qi)，已經被(bei)大量(liang)應用于表面(mian)微觀形狀、厚度測(ce)量(liang)、位移測(ce)量(liang)、在線監控及過程控制等(deng)工業測(ce)量(liang)領(ling)域。展(zhan)望其(qi)未(wei)來，隨(sui)著光(guang)譜共(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)傳感(gan)技(ji)術(shu)的發展(zhan)，必將(jiang)在微電子、線寬測(ce)量(liang)、納(na)米(mi)測(ce)試、超精密幾(ji)何量(liang)計量(liang)測(ce)試等(deng)領(ling)域得(de)到(dao)更(geng)多的應用。光(guang)譜共(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)技(ji)術(shu)是在共(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)顯微術(shu)基礎上發展(zhan)而(er)來，其(qi)無需軸(zhou)(zhou)向(xiang)掃描，直接由波長對應軸(zhou)(zhou)向(xiang)距(ju)離信息(xi)，從而(er)大幅(fu)提高測(ce)量(liang)速度。

采用對(dui)比(bi)(bi)測(ce)試方法，首先對(dui)基于(yu)(yu)白(bai)光(guang)(guang)(guang)共(gong)焦光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)技術的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)靶丸(wan)(wan)(wan)外表面輪(lun)(lun)廓(kuo)(kuo)測(ce)量(liang)(liang)(liang)精度進行(xing)了考核(he)，圖(tu)(tu)5(a)是靶丸(wan)(wan)(wan)外表面輪(lun)(lun)廓(kuo)(kuo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)子(zi)(zi)力(li)(li)顯(xian)微(wei)鏡輪(lun)(lun)廓(kuo)(kuo)儀(yi)(yi)(yi)和白(bai)光(guang)(guang)(guang)共(gong)焦光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)輪(lun)(lun)廓(kuo)(kuo)儀(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)(liang)曲(qu)線(xian)。為(wei)了便于(yu)(yu)比(bi)(bi)較，將原(yuan)子(zi)(zi)力(li)(li)顯(xian)微(wei)鏡輪(lun)(lun)廓(kuo)(kuo)儀(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)(liang)數(shu)(shu)據(ju)進行(xing)了偏移。從圖(tu)(tu)中(zhong)可(ke)(ke)以看(kan)出，二者的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)低(di)階輪(lun)(lun)廓(kuo)(kuo)整(zheng)體相似(si)，局部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輪(lun)(lun)廓(kuo)(kuo)信息(xi)存(cun)在(zai)一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)偏差，原(yuan)因(yin)在(zai)于(yu)(yu)二者在(zai)靶丸(wan)(wan)(wan)赤道(dao)附(fu)近(jin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)精確測(ce)量(liang)(liang)(liang)圓周(zhou)輪(lun)(lun)廓(kuo)(kuo)結(jie)(jie)果不(bu)一(yi)致;此外，白(bai)光(guang)(guang)(guang)共(gong)焦光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)信噪(zao)比(bi)(bi)較原(yuan)子(zi)(zi)力(li)(li)低(di)，這表明白(bai)光(guang)(guang)(guang)共(gong)焦光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)適用于(yu)(yu)靶丸(wan)(wan)(wan)表面低(di)階的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)輪(lun)(lun)廓(kuo)(kuo)誤差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)(liang)。圖(tu)(tu)5(b)是靶丸(wan)(wan)(wan)外表面輪(lun)(lun)廓(kuo)(kuo)原(yuan)子(zi)(zi)力(li)(li)顯(xian)微(wei)鏡輪(lun)(lun)廓(kuo)(kuo)儀(yi)(yi)(yi)測(ce)量(liang)(liang)(liang)數(shu)(shu)據(ju)和白(bai)光(guang)(guang)(guang)共(gong)焦光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)輪(lun)(lun)廓(kuo)(kuo)儀(yi)(yi)(yi)測(ce)量(liang)(liang)(liang)數(shu)(shu)據(ju)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功率(lv)(lv)譜(pu)(pu)曲(qu)線(xian)，從圖(tu)(tu)中(zhong)可(ke)(ke)以看(kan)出，在(zai)模數(shu)(shu)低(di)于(yu)(yu)100的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)功率(lv)(lv)譜(pu)(pu)范圍內(nei)，兩種(zhong)方法的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)(liang)結(jie)(jie)果一(yi)致性(xing)較好(hao)，當模數(shu)(shu)大于(yu)(yu)100時(shi)，白(bai)光(guang)(guang)(guang)共(gong)焦光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)(liang)數(shu)(shu)據(ju)大于(yu)(yu)原(yuan)子(zi)(zi)力(li)(li)顯(xian)微(wei)鏡的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)(liang)數(shu)(shu)據(ju)，這也(ye)反應了白(bai)光(guang)(guang)(guang)共(gong)焦光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)在(zai)高(gao)頻段測(ce)量(liang)(liang)(liang)數(shu)(shu)據(ju)信噪(zao)比(bi)(bi)相對(dui)較差的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)特點。由于(yu)(yu)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)傳感器Z向分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)比(bi)(bi)原(yuan)子(zi)(zi)力(li)(li)低(di)一(yi)個量(liang)(liang)(liang)級，同時(shi)，受環(huan)境振(zhen)(zhen)動、光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)儀(yi)(yi)(yi)采樣(yang)率(lv)(lv)及樣(yang)品表面散射光(guang)(guang)(guang)等因(yin)素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響，共(gong)焦光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)檢測(ce)數(shu)(shu)據(ju)高(gao)頻隨機噪(zao)聲可(ke)(ke)達100nm左右(you)。光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)共(gong)焦位移傳感器可(ke)(ke)以實現對(dui)材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動頻率(lv)(lv)和振(zhen)(zhen)動幅度的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)(liang)，對(dui)于(yu)(yu)研究材料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)振(zhen)(zhen)動特性(xing)具(ju)有重要意(yi)義。

光(guang)(guang)譜(pu)(pu)共(gong)(gong)焦(jiao)技術(shu)(shu)是(shi)在(zai)共(gong)(gong)焦(jiao)顯微術(shu)(shu)基(ji)礎上(shang)(shang)發展而(er)來，其(qi)無需軸向(xiang)掃描，直接由波長對(dui)(dui)應(ying)(ying)(ying)軸向(xiang)距(ju)離信息(xi)，從而(er)大幅(fu)提高測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)速(su)度(du)(du)。而(er)基(ji)于(yu)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)共(gong)(gong)焦(jiao)技術(shu)(shu)的(de)傳(chuan)感器是(shi)近年(nian)來出現的(de)一(yi)種高精(jing)(jing)度(du)(du)、非(fei)接觸式(shi)的(de)新型(xing)傳(chuan)感器，精(jing)(jing)度(du)(du)理論上(shang)(shang)可達 nm 量(liang)(liang)(liang)(liang)級(ji)。由于(yu)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)共(gong)(gong)焦(jiao)傳(chuan)感器對(dui)(dui)被(bei)(bei)測(ce)表面(mian)狀況要求(qiu)低，允許(xu)被(bei)(bei)測(ce)表面(mian)有更大的(de)傾斜角，測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)速(su)度(du)(du)快，實(shi)時性高，迅速(su)成為工業(ye)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)熱門傳(chuan)感器，大量(liang)(liang)(liang)(liang)應(ying)(ying)(ying)用(yong)于(yu)精(jing)(jing)密定(ding)位(wei)、薄膜厚(hou)度(du)(du)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)、微觀輪廓(kuo)精(jing)(jing)密測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)等領(ling)域。本(ben)文在(zai)論述(shu)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)共(gong)(gong)焦(jiao)技術(shu)(shu)原理的(de)基(ji)礎上(shang)(shang)，列舉了光(guang)(guang)譜(pu)(pu)共(gong)(gong)焦(jiao)傳(chuan)感器在(zai)幾(ji)何量(liang)(liang)(liang)(liang)計量(liang)(liang)(liang)(liang)測(ce)試中(zhong)的(de)典型(xing)應(ying)(ying)(ying)用(yong)，探(tan)討共(gong)(gong)焦(jiao)技術(shu)(shu)在(zai)未來精(jing)(jing)密測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)進(jin)一(yi)步應(ying)(ying)(ying)用(yong)，展望其(qi)發展前景。光(guang)(guang)譜(pu)(pu)共(gong)(gong)焦(jiao)位(wei)移傳(chuan)感器可以實(shi)現對(dui)(dui)材料的(de)變形過程進(jin)行(xing)精(jing)(jing)確測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)，對(dui)(dui)于(yu)研究材料的(de)變形行(xing)為具有重(zhong)要意(yi)義。南通常用(yong)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)共(gong)(gong)焦(jiao)

國內外(wai)已經有(you)很多光(guang)譜(pu)共焦技(ji)術的研究成果發(fa)表。智能光(guang)譜(pu)共焦操作方法(fa)

在實(shi)踐(jian)中，光譜共(gong)(gong)(gong)焦(jiao)位(wei)(wei)移傳(chuan)感器(qi)可用于很多(duo)方面(mian)，如：利用獨特的(de)(de)(de)光譜共(gong)(gong)(gong)焦(jiao)測(ce)量原理，憑借一(yi)只探頭就可以實(shi)現(xian)對(dui)(dui)玻璃(li)(li)等透明材(cai)料進行精確(que)的(de)(de)(de)單向(xiang)厚度測(ce)量。光譜共(gong)(gong)(gong)焦(jiao)位(wei)(wei)移傳(chuan)感器(qi)有效(xiao)監控(kong)藥(yao)劑盤以及鋁塑泡罩包裝(zhuang)的(de)(de)(de)填充量。可以使傳(chuan)感器(qi)完(wan)成對(dui)(dui)被測(ce)表面(mian)的(de)(de)(de)精確(que)掃描，實(shi)現(xian)納(na)米級的(de)(de)(de)分辨率(lv)。光譜共(gong)(gong)(gong)焦(jiao)傳(chuan)感器(qi)可以單向(xiang)對(dui)(dui)試(shi)劑瓶(ping)的(de)(de)(de)壁(bi)厚進行測(ce)量:,而(er)且(qie)對(dui)(dui)瓶(ping)壁(bi)沒(mei)有壓力。可通過(guo)設計轉向(xiang)反射(she)鏡實(shi)現(xian)孔壁(bi)的(de)(de)(de)結構檢(jian)測(ce)及凹(ao)槽(cao)深度的(de)(de)(de)測(ce)盤。（創視智能已(yi)推出了90°側向(xiang)出光版本探頭，可以直接(jie)進行深孔和(he)(he)凹(ao)槽(cao)的(de)(de)(de)測(ce)量）光譜共(gong)(gong)(gong)焦(jiao)傳(chuan)感器(qi)用于層和(he)(he)玻璃(li)(li)間(jian)隙測(ce)且(qie)，以確(que)定單層玻璃(li)(li)之間(jian)的(de)(de)(de)間(jian)隙厚度。智能光譜共(gong)(gong)(gong)焦(jiao)操作(zuo)方法

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