河南光譜共焦位移傳感器常用解決方案

傳統(tǒng)的光譜儀中，還可采用光柵進(jìn)行分光，與棱鏡組相比，光柵分光的光能量損失較大，對(duì)于光譜共焦系統(tǒng)，finally照射到光譜儀的感光器件上的efficient光譜儀中，還可采用光柵進(jìn)行分光，與棱鏡組相比，光柵分光的光能量損失較大，對(duì)于光譜共焦系統(tǒng)，finally照射到光譜儀的感光器件上的有效光能信號(hào)很弱，影響測(cè)量精度和效果。光譜儀還包括有用于對(duì)反射光進(jìn)行準(zhǔn)直的準(zhǔn)直透鏡組，準(zhǔn)直透鏡組設(shè)置在接收光纖的出光端與棱鏡組之間。通常光線是發(fā)散的，即開始相鄰的兩條光線傳播后會(huì)相離越來越遠(yuǎn)，通過準(zhǔn)直透鏡組對(duì)反射光進(jìn)行準(zhǔn)直，可以讓多色光平行射入棱鏡組。平行光束的方向穩(wěn)定性高，在接收平面上能形成穩(wěn)定的中心，有利于后續(xù)對(duì)各色光進(jìn)行色散。該傳感器的應(yīng)用將有助于提高微納制造、半導(dǎo)體制造和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中的精密測(cè)量的準(zhǔn)確性。河南光譜共焦位移傳感器常用解決方案

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)的位置唐山設(shè)備光譜共焦位移傳感器它可以實(shí)現(xiàn)對(duì)材料的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行高精度測(cè)量，對(duì)于研究材料的微觀性質(zhì)具有重要意義。

本實(shí)用新型的工作原理如下:1)鹵素?zé)艄庠窗l(fā)出的光,通過Y型光纖后,一端經(jīng)光譜共焦透鏡組后,照射到被測(cè)物體表面,經(jīng)過光譜共焦透鏡組后買不同波長的光產(chǎn)生光譜的色散。2)光源通過光譜共焦透鏡組后,照射到某一位置的被測(cè)物體,經(jīng)被測(cè)物體表面反射的某一波長的單色光,反向回到Y(jié)型光纖的另一端,單色光到達(dá)共焦小孔,由于小孔濾波的作用,only有被測(cè)物體表面反射的該波長單色光,通過共焦小孔后進(jìn)入光譜儀,采集光譜信息;并通過調(diào)整被測(cè)物體的位置,利用光譜儀來收集反射回來光的光譜信息。3)對(duì)采集到的光譜信息進(jìn)行光強(qiáng)的歸一化處理,并對(duì)原始的光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪平滑等預(yù)處理后,擬合出一條符合平滑的曲線,然后采用高斯擬合的算法來進(jìn)行峰譜定位,高斯函數(shù)的峰值位置為其一階導(dǎo)數(shù)的零點(diǎn),可以認(rèn)為找到了高斯函數(shù)的一階導(dǎo)數(shù)零點(diǎn)就找到了高斯函數(shù)的峰譜位置。4)利用超精密的運(yùn)動(dòng)控制臺(tái),來標(biāo)定不同位置對(duì)應(yīng)的光譜譜峰值,找出一一對(duì)應(yīng)關(guān)系;標(biāo)定完成后,通過讀取軟件上峰譜值的大小,就可以測(cè)出被測(cè)物離光源的精確位置。以上only為本實(shí)用新型的具體實(shí)施例,但本實(shí)用新型的技術(shù)特征并不局限于此。任何以本實(shí)用新型為基礎(chǔ),為實(shí)現(xiàn)基本相同的技術(shù)效果,所作出地簡單變化、等同替換或者修飾等。

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例only用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。本實(shí)用新型提出一種光譜共焦位移傳感器，包括光源耦合器1000，所述光源耦合器1000包括有用于產(chǎn)生多色光的多色光光源1100；多色光光源1100可使用激光熒光系統(tǒng)，也可使用LED燈發(fā)光照射熒光粉產(chǎn)生白光，還可以是LED燈直接產(chǎn)生白光，光源耦合器1000產(chǎn)生的光能可以適當(dāng)調(diào)節(jié)，同時(shí)通過反饋控制實(shí)現(xiàn)光源耦合器1000產(chǎn)生持續(xù)的、亮度恒定不變的多色光，從而使光能量和測(cè)量更加穩(wěn)定；光源耦合部分設(shè)置有帶通濾光片1200,讓有效的多色光通過,對(duì)無效的紅外光和熱量進(jìn)行過濾,避免進(jìn)入其他部件而造成熱變形，因此，對(duì)整體系統(tǒng)的性能有改善作用。它可以測(cè)量物體微小的位移，精度高達(dá)亞微米級(jí)別。

分光器包括線傳感器和光學(xué)系統(tǒng)。光學(xué)系統(tǒng)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,并且所述光學(xué)系統(tǒng)向所述線傳感器的不同的多個(gè)受光區(qū)域射出通過所述衍射光柵所衍射的所述多個(gè)測(cè)量光束中的各個(gè)測(cè)量光束。 所述位置計(jì)算部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)各自的位置。該光譜共焦傳感器包括用于使用從光源部射出的光進(jìn)行測(cè)量的多個(gè)光學(xué)頭。從光學(xué)頭各自射出的測(cè)量光由于衍射光柵而發(fā)生衍射,并且分別向線傳感器的多個(gè)受光區(qū)域射出。因此,可以基于線傳感器的多個(gè)受光區(qū)域的各受光位置來計(jì)算多個(gè)測(cè)量點(diǎn)各自的位置。結(jié)果,可以在不增加衍射光柵和線傳感器的數(shù)量的情況下,利用少量的組件來執(zhí)行多點(diǎn)測(cè)量該傳感器的應(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。唐山設(shè)備光譜共焦位移傳感器

傳感器的測(cè)量范圍受到光譜共焦顯微鏡成像范圍的限制。河南光譜共焦位移傳感器常用解決方案

通過在使用測(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。河南光譜共焦位移傳感器常用解決方案