對光譜(pu)(pu)(pu)共焦(jiao)(jiao)位移(yi)傳感器原理進(jin)行理解與(yu)分析得出，想得到的(de)(de)(de)(de)理想鏡頭應該(gai)具(ju)備以下(xia)性能(neng)：首先(xian)需(xu)要(yao)(yao)其(qi)(qi)產(chan)生較大(da)的(de)(de)(de)(de)軸(zhou)(zhou)向色(se)(se)(se)(se)差(cha)(cha)(cha)，通常需(xu)要(yao)(yao)對鏡頭進(jin)行消色(se)(se)(se)(se)差(cha)(cha)(cha)措(cuo)施，而對于此(ci)傳感器需(xu)要(yao)(yao)利用其(qi)(qi)色(se)(se)(se)(se)差(cha)(cha)(cha)進(jin)行測量(liang)，并且還需(xu)將其(qi)(qi)擴大(da)化，其(qi)(qi)次產(chan)生軸(zhou)(zhou)向色(se)(se)(se)(se)差(cha)(cha)(cha)后在軸(zhou)(zhou)上的(de)(de)(de)(de)焦(jiao)(jiao)點(dian)會由于單色(se)(se)(se)(se)光球(qiu)差(cha)(cha)(cha)的(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)導致光譜(pu)(pu)(pu)曲線響(xiang)應FWHM(Full Width at Half Maximum)變(bian)大(da)，影響(xiang)分辨率(lv)，同(tong)時為確保單色(se)(se)(se)(se)光在軸(zhou)(zhou)上匯聚點(dian)單一，需(xu)要(yao)(yao)對其(qi)(qi)球(qiu)差(cha)(cha)(cha)進(jin)行控制(zhi)， 為使此(ci)位移(yi)傳感器從原理上保證傳感器的(de)(de)(de)(de)線性度，平衡傳感器各個聚焦(jiao)(jiao)位置的(de)(de)(de)(de)靈敏度，應盡(jin)量(liang)使焦(jiao)(jiao)點(dian)位置與(yu)波長成線性關系。光譜(pu)(pu)(pu)共焦(jiao)(jiao)技術的(de)(de)(de)(de)發展將有助于解決現(xian)實生產(chan)和生活中的(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)。西寧高速光譜(pu)(pu)(pu)共焦(jiao)(jiao)

光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)共(gong)(gong)(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)技(ji)(ji)(ji)術(shu)由(you)于(yu)其(qi)具(ju)有測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)精(jing)度高(gao)、測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)速(su)(su)度快、可(ke)以(yi)實(shi)現非接(jie)觸(chu)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)獨特優(you)勢(shi)而被(bei)大(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)應(ying)(ying)用于(yu)工業(ye)級(ji)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)。讓我們先(xian)來(lai)看一下光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)共(gong)(gong)(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)技(ji)(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)起源和光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)共(gong)(gong)(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)技(ji)(ji)(ji)術(shu)在精(jing)密(mi)幾何量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)測(ce)試中的(de)(de)成熟典型(xing)(xing)應(ying)(ying)用。共(gong)(gong)(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯(xian)微術(shu)的(de)(de)概念首先(xian)是由(you)美國的(de)(de) Minsky 于(yu) 1955年提出(chu), 其(qi)利用共(gong)(gong)(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)原理搭建臺共(gong)(gong)(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯(xian)微鏡(jing), 并于(yu)1957年申請了專利。自20世(shi)紀90年代, 隨著(zhu)計算機技(ji)(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)飛速(su)(su)發展, 共(gong)(gong)(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯(xian)微術(shu)成了研(yan)究(jiu)的(de)(de)熱點，得到快速(su)(su)的(de)(de)發展。光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)共(gong)(gong)(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)技(ji)(ji)(ji)術(shu)是在共(gong)(gong)(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)顯(xian)微術(shu)基(ji)(ji)礎上發展而來(lai),其(qi)無需軸向掃描, 直(zhi)接(jie)由(you)波長對應(ying)(ying)軸向距離(li)信息, 從而大(da)幅(fu)提高(gao)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)速(su)(su)度。 而基(ji)(ji)于(yu)光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)共(gong)(gong)(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)技(ji)(ji)(ji)術(shu)的(de)(de)傳(chuan)(chuan)感器是近年來(lai)出(chu)現的(de)(de)一種高(gao)精(jing)度、 非接(jie)觸(chu)式的(de)(de)新(xin)型(xing)(xing)傳(chuan)(chuan)感器, 目前精(jing)度上可(ke)達nm量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)級(ji)。 共(gong)(gong)(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)術(shu)由(you)于(yu)其(qi)高(gao)精(jing)度、允(yun)許被(bei)測(ce)表(biao)面有更大(da)的(de)(de)傾(qing)斜角、測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)速(su)(su)度快、實(shi)時性(xing)高(gao)、對被(bei)測(ce)表(biao)面狀(zhuang)況要求低、以(yi)及高(gao)分辨(bian)率的(de)(de)獨特優(you)勢(shi)，迅速(su)(su)成為(wei)工業(ye)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)熱門傳(chuan)(chuan)感器，在生物醫學、材料科(ke)學、半導體制(zhi)造、 表(biao)面工程研(yan)究(jiu)、 精(jing)密(mi)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)等領域得到大(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)應(ying)(ying)用。福州光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)共(gong)(gong)(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)生產(chan)商光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)共(gong)(gong)(gong)(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)(jiao)技(ji)(ji)(ji)術(shu)可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)位移，利用返回光(guang)(guang)(guang)譜(pu)(pu)(pu)的(de)(de)峰值波長位置(zhi)。

光(guang)(guang)(guang)譜共(gong)焦(jiao)位(wei)移傳感器原理，由(you)光(guang)(guang)(guang)源、透(tou)鏡組(zu)、控(kong)制(zhi)箱(xiang)等(deng)組(zu)成。光(guang)(guang)(guang)源發出1束白光(guang)(guang)(guang)，透(tou)鏡組(zu)先將白光(guang)(guang)(guang)發散成一系列波長不同(tong)的單(dan)(dan)色光(guang)(guang)(guang)，然后經同(tong)軸聚(ju)焦(jiao)在(zai)一定(ding)范圍(wei)內(nei)形成1個連續的焦(jiao)點(dian)(dian)(dian)組(zu)，每個焦(jiao)點(dian)(dian)(dian)的單(dan)(dan)色光(guang)(guang)(guang)波長對應1個軸向位(wei)置。當樣品(pin)(pin)處于焦(jiao)點(dian)(dian)(dian)范圍(wei)內(nei)時，樣品(pin)(pin)表(biao)面將聚(ju)焦(jiao)后的光(guang)(guang)(guang)反射(she)回(hui)去。這些反射(she)回(hui)來(lai)的光(guang)(guang)(guang)經過(guo)(guo)與鏡頭(tou)組(zu)焦(jiao)距(ju)相同(tong)的聚(ju)焦(jiao)鏡再次聚(ju)焦(jiao)后通過(guo)(guo)狹縫(feng)進入控(kong)制(zhi)箱(xiang)中的單(dan)(dan)色儀。因此，只(zhi)有焦(jiao)點(dian)(dian)(dian)位(wei)置正(zheng)好處于樣品(pin)(pin)表(biao)面的單(dan)(dan)色光(guang)(guang)(guang)才(cai)能(neng)聚(ju)焦(jiao)在(zai)狹縫(feng)上。單(dan)(dan)色儀將該(gai)波長的光(guang)(guang)(guang)分離出來(lai)，由(you)控(kong)制(zhi)箱(xiang)中的光(guang)(guang)(guang)電組(zu)件識別并 得到(dao)樣品(pin)(pin)的軸向位(wei)置。采用高數值(zhi)孔徑的聚(ju)焦(jiao)鏡頭(tou)可以(yi)使(shi)傳感器達到(dao)較高分辨率，滿足薄膜(mo)厚度分布測量要求(qiu)。

在(zai)點(dian)(dian)膠(jiao)(jiao)工藝中(zhong)(zhong)生(sheng)成的(de)(de)(de)(de)(de)膠(jiao)(jiao)水(shui)小球目前只能(neng)通過視(shi)覺系(xi)統(tong)檢(jian)驗。在(zai)生(sheng)產(chan)中(zhong)(zhong)必須(xu)保證點(dian)(dian)膠(jiao)(jiao)路線(xian)是(shi)連貫和(he)穩定的(de)(de)(de)(de)(de)，而通過色(se)(se)散(san)共(gong)焦(jiao)測(ce)(ce)量傳感器系(xi)統(tong)就(jiu)(jiu)能(neng)夠控制許多(duo)(duo)質檢(jian)標準(zhun)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)很(hen)多(duo)(duo)參(can)數。膠(jiao)(jiao)水(shui)小球相對于(yu)其他結(jie)(jie)構必須(xu)安置在(zai)正中(zhong)(zhong)間(jian)。在(zai)點(dian)(dian)膠(jiao)(jiao)起(qi)始和(he)結(jie)(jie)束的(de)(de)(de)(de)(de)異(yi)常的(de)(de)(de)(de)(de)材料積聚能(neng)被(bei)檢(jian)測(ce)(ce)出(chu)(chu)來(lai)。色(se)(se)散(san)共(gong)焦(jiao)測(ce)(ce)量就(jiu)(jiu)連缺口也(ye)能(neng)被(bei)檢(jian)測(ce)(ce)到。在(zai)3C領域，對于(yu)精密(mi)(mi)點(dian)(dian)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)要求越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)高，這(zhe)就(jiu)(jiu)要求必須(xu)實(shi)時檢(jian)測(ce)(ce)膠(jiao)(jiao)水(shui)高度(du)來(lai)實(shi)現精密(mi)(mi)點(dian)(dian)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)閉環控制。由于(yu)膠(jiao)(jiao)水(shui)有透明及非透明多(duo)(duo)種材質，并且膠(jiao)(jiao)型(xing)輪(lun)廓(kuo)(kuo)較為復(fu)雜，傾斜(xie)角度(du)大，傳統(tong)激(ji)光(guang)(guang)傳感器無法準(zhun)確測(ce)(ce)量出(chu)(chu)膠(jiao)(jiao)水(shui)輪(lun)廓(kuo)(kuo)高度(du)。創視(shi)智能(neng)探(tan)頭(tou)擁有的(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)量角度(du)，可(ke)以(yi)適用(yong)于(yu)各種膠(jiao)(jiao)水(shui)輪(lun)廓(kuo)(kuo)高度(du)測(ce)(ce)量，特別是(shi)在(zai)圓孔膠(jiao)(jiao)高檢(jian)測(ce)(ce)擁有的(de)(de)(de)(de)(de)優(you)勢(shi)。所(suo)以(yi)目前業界通用(yong)做法，就(jiu)(jiu)是(shi)采用(yong)超大角度(du)光(guang)(guang)譜共(gong)焦(jiao)傳感器，由于(yu)光(guang)(guang)譜共(gong)焦(jiao)傳感器采用(yong)白光(guang)(guang)，白光(guang)(guang)是(shi)復(fu)合(he)光(guang)(guang)，總會有光(guang)(guang)線(xian)可(ke)以(yi)反射(she)回來(lai)，而且針對弧面(mian)，加大了光(guang)(guang)筆的(de)(de)(de)(de)(de)反射(she)夾角(45°)，所(suo)以(yi)才能(neng)完美的(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)出(chu)(chu)白色(se)(se)透明點(dian)(dian)膠(jiao)(jiao)的(de)(de)(de)(de)(de)輪(lun)廓(kuo)(kuo)。光(guang)(guang)譜共(gong)焦(jiao)技術將(jiang)對未來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)科學研(yan)究和(he)產(chan)業發展產(chan)生(sheng)重大影響。

光(guang)(guang)譜(pu)(pu)共(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)位(wei)移(yi)傳(chuan)感器是基于共(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)原(yuan)理采用復色光(guang)(guang)為(wei)光(guang)(guang)源的(de)(de)(de)傳(chuan)感器，其(qi)(qi)(qi)測(ce)(ce)扯精(jing)(jing)度(du)能夠達到nm量(liang)(liang)級(ji)，可用于表面呈漫反射或鏡(jing)反射的(de)(de)(de)物(wu)體的(de)(de)(de)測(ce)(ce)匱。此(ci)外，光(guang)(guang)譜(pu)(pu)共(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)位(wei)移(yi)傳(chuan)感器還可以(yi)對透明(ming)物(wu)體進行單(dan)向(xiang)(xiang)厚度(du)測(ce)(ce)量(liang)(liang)。由(you)于其(qi)(qi)(qi)在測(ce)(ce)量(liang)(liang)位(wei) 移(yi)方面具(ju)有(you)高(gao)精(jing)(jing)度(du)的(de)(de)(de)特(te)性(xing)，對千單(dan)層(ceng)和多層(ceng)透明(ming)物(wu)體，除準確測(ce)(ce)量(liang)(liang)該物(wu)體的(de)(de)(de)位(wei)移(yi)之外，還可以(yi)單(dan)方向(xiang)(xiang)測(ce)(ce)量(liang)(liang)其(qi)(qi)(qi)厚度(du)。本文將光(guang)(guang)譜(pu)(pu)共(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)位(wei)移(yi)傳(chuan)感器應用于位(wei)移(yi)測(ce)(ce)量(liang)(liang)中，通過實驗驗證光(guang)(guang)譜(pu)(pu)共(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)測(ce)(ce)量(liang)(liang)系統能夠滿足高(gao)精(jing)(jing)度(du)的(de)(de)(de)位(wei)移(yi)測(ce)(ce)蜇(zhe)要求，對今后將整個 小(xiao)型化(hua)、產品化(hua)有(you)著(zhu)重要的(de)(de)(de)意(yi)義。光(guang)(guang)譜(pu)(pu)共(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)技術具(ju)有(you)軸向(xiang)(xiang)按層(ceng)分析功能，精(jing)(jing)度(du)可以(yi)達到納米(mi)級(ji)別。西(xi)寧(ning)光(guang)(guang)譜(pu)(pu)共(gong)焦(jiao)(jiao)(jiao)制作廠(chang)家

光(guang)譜(pu)共焦(jiao)透鏡組設計和性能優化是光(guang)譜(pu)共焦(jiao)技術(shu)研(yan)究的重要內(nei)容(rong)之一(yi)。西寧(ning)高(gao)速光(guang)譜(pu)共焦(jiao)

光(guang)(guang)(guang)譜(pu)共(gong)(gong)焦傳感(gan)器如(ru)何工作？共(gong)(gong)焦色(se)度測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)原理通(tong)過(guo)使用多透鏡光(guang)(guang)(guang)學系統將(jiang)多色(se)白光(guang)(guang)(guang)聚焦到目標(biao)表面(mian)(mian)來(lai)工作。透鏡的(de)(de)(de)排列(lie)方式是(shi)通(tong)過(guo)控(kong)制色(se)差（像差）將(jiang)白光(guang)(guang)(guang)分散成單色(se)光(guang)(guang)(guang)。工廠校準為每個波長(chang)分配了(le)一定(ding)的(de)(de)(de)偏(pian)差（特定(ding)距離(li)）。只(zhi)有精確聚焦在目標(biao)表面(mian)(mian)或(huo)材(cai)(cai)料(liao)上的(de)(de)(de)波長(chang)才能用于(yu)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)。從目標(biao)表面(mian)(mian)反射的(de)(de)(de)這種光(guang)(guang)(guang)通(tong)過(guo)共(gong)(gong)焦孔徑到達光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)，該光(guang)(guang)(guang)譜(pu)儀(yi)檢測(ce)(ce)(ce)(ce)并處理光(guang)(guang)(guang)譜(pu)變化。共(gong)(gong)焦測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)提供(gong)納(na)米分辨率并且(qie)幾乎與目標(biao)材(cai)(cai)料(liao)分開(kai)運(yun)行(xing)。在整個傳感(gan)器的(de)(de)(de)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)范圍內，實現了(le)一個非常小(xiao)的(de)(de)(de)、恒定(ding)的(de)(de)(de)光(guang)(guang)(guang)斑(ban)尺寸，通(tong)常 <10 μm。微型(xing)徑向和軸向共(gong)(gong)焦版本可用于(yu)測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)鉆孔或(huo)鉆孔的(de)(de)(de)內表面(mian)(mian)，以及測(ce)(ce)(ce)(ce)量(liang)窄(zhai)孔、小(xiao)間隙和空腔(qiang)。西寧高(gao)速光(guang)(guang)(guang)譜(pu)共(gong)(gong)焦

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