光谱共焦传感器有什么作用?

发布网友发布时间：2022-05-19 11:51

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热心网友时间：2023-10-11 13:19

使用光谱共焦测量技术，可以得到超高分辨率。纳米级分辨率源于上述经过特殊处理得到的加长光谱范围。由于采用检测焦点的颜色，得到距离信息，光谱共焦传感器可以采用非常小的测量光斑，从而允许测量非常小的被测物体。这也意味着，即使被测表面有非常轻微的划痕，也逃不过光谱共焦传感器的眼睛。

由于光谱共焦传感器的光路非常紧凑和集中，使其非常适合测量钻孔结构。而其他测量方式，如激光三角反射式测量，对于小孔往往*为力，因为小孔形成的阴影会遮挡反射光的光路，无法进行测量。针对这种小孔测量任务，德国米铱公司推出了IFS 2402微型光谱共焦传感器探头。这种探头拥有仅4mm的探头直径，可以探入小孔内部进行测量。

另一种非常适合光谱共焦传感器的应用是测量多层透明材料的厚度。与其他测量方法不同，光谱共焦传感器在测量这种物体时，仅需要一支探头就可以完成测量。测量被测物体前端面和后端面的反射光，从而得到层厚信息。由于测量只使用白光，无需额外附加激光安全措施。由于探头本身不含有任何电路，传感器探头还可以被用于有防爆要求的环境或者有电磁干扰要求
的环境。而控制器可以被放置于安全距离以外。允许最长50m的光纤连接探头和控制器。但是，需要禁止在光路上存在遮挡物或小颗粒，这会影响测量精度，甚至使测量变得不可完成。由于采用的是光学测量方法，探头到被测物体的距离也有一定*。

热心网友时间：2023-10-11 13:20

自然界的日光属白光一种，白光不是最纯洁的光，而是许多单色光组成的。光在不同介质中传播可能会有角度偏差的现象产生，而实际的白光照射下不同介质将有很多单线光的折射。光学材料（透镜）对于不同单色光的折射率是不同的，也就是折射角度，波长愈短折射率愈大，波长愈长折射率愈小，同一薄透镜对不同单色光，每一种单色光都有不同的焦距，按色光的波长由短到长，它们的像点离开透镜由近到远地排列在光轴上（不同的单色光的波长是不同的）。而光谱共焦测量方法恰恰利用这种物理现象的特点。通过使用特殊透镜，延长不同颜色光的焦点光晕范围，形成特殊放大色差，使其根据不同的被测物体到透镜的距离，会对应一个精确波长的光聚焦到被测物体上。通过测量反射光的波长，就可以得到被测物体到透镜的精确距离。为了得到上述特殊的色差，需要在传感器探头内使用若干特殊透镜，用来根据所需量程将光线分解。最后使用一个凸透镜，将传感器探头射出的光线聚拢在一条轴线上，形成所谓的焦点轴线。如果不使用凸透镜，传感器探头射出的光将分散开来，测量也就无法进行了。白色光通过一个半透镜面到达凸透镜。上述特殊色差就在这里产生。光线照射到被测物体后发生反射,透过凸透镜，返回到传感器探头内的半透镜上。半透镜将反射光折射到一个穿孔盖板上，小孔只允许聚焦最好的反射光通过。透过穿孔盖板的光是一组模糊光谱，也就是说若干不同波长的光都有可能穿过小孔照在CCD感光矩阵单元上。但是只有在被测物体上聚焦的反射光拥有足够光强，在CCD感光矩阵上产生一个明显的波峰。在穿孔盖板后面，需要一个分光器测量反射光的颜色信息。分光器类似一个特制光栅，可以根据反射光的波长，增强或减弱折射率。因此，CCD矩阵上的每一个位置，对应一个测量物体到探头的距离。这里只计算光线波长，用以产生测量信号。反射光产生的信号波峰振幅并不在信号测量依据之内。也就是说反射光的光强不会影响测量结果。这意味着，无论有多少反射光从被测物体反射回来，测量的距离结果可能是不变的。因为反射光的光强仅仅取决于反射物体的反光程度。