浦東新區(qū)小型光譜共焦位移傳感器

光學(xué)頭內(nèi)部的結(jié)構(gòu)不受限制,并且可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)計。例如,可以使用諸如孔和準(zhǔn)直透鏡等的其它透鏡。在本實(shí)施例中,可以通過No.1光學(xué)頭和第二光學(xué)頭來測量待測物體上的兩個測量點(diǎn)的位置。換句話說,可以同時對作為No.1 光學(xué)頭和第二光學(xué)頭的測量對象的兩個測量點(diǎn)和進(jìn)行多點(diǎn)測量。當(dāng)然,本發(fā)明不限于在同一待測物體0上進(jìn)行多點(diǎn)測量的情況,并且可以同時測量兩個不同的待測物體。將從No.1光學(xué)頭和第二光學(xué)頭射出的測量光和經(jīng)由光纖和引導(dǎo)至控制器。射出綠色光作為測量光和。當(dāng)然,本發(fā)明不限于射出同一波長光的情況,并且可以射出分別與測量點(diǎn)和的位置相對應(yīng)的波長光。該傳感器可用于微納制造、生物醫(yī)學(xué)和半導(dǎo)體制造等領(lǐng)域的精密測量。浦東新區(qū)小型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,對高精密的檢測需求也越來越高,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)到微納米級別;傳統(tǒng)的接觸式測量雖然也有較高的精度,但是由于其可能會劃傷被測物體表面,而且當(dāng)被測物體為弱剛性或是輕軟材料時,接觸式測量也會造成彈性形變,引入測量的誤差,而且接觸式測量速度較慢,難以實(shí)現(xiàn)自動化測量,基于接觸式測量存在的諸多不足,因此非接觸式位移傳感器受到了更大的關(guān)注。如今非接觸式測量主要有電磁式和光電式兩類,電磁式位移傳感器對被測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的干擾也會對測量的精度造成影響;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,其測量原理是激光光源打在被測物體表面,反射的光經(jīng)過收光鏡簡,在光電探測器CCD上成像通過算法標(biāo)定可以推算出被測物體的位移。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,通過兩束光源產(chǎn)生干涉,干涉條紋的寬度信息可以反映被測物的位移量測量信息,此種方案結(jié)構(gòu)復(fù)雜,成本相對較高;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,對透明玻璃或表面有凹坑的材料等更是難以測量。南充光譜共焦位移傳感器源頭直供廠家它使用光譜共焦技術(shù)來測量物體的微小位移，能夠達(dá)到亞微米級的高精度。

本發(fā)明提供一種光譜共焦傳感器和測量方法。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光束;多個光學(xué)頭,用于將從所述光源部射出的所述多個光束會聚于不同的聚焦位置處,并且射出在所述聚焦位置處被測量點(diǎn)反射的測量光: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光學(xué)頭射出的多個測量光束發(fā)生衍射的衍射光柵,并且向所述線傳感器的不同的多個受光區(qū)域射出通過所述衍射光柵所衍射的所述多個測量光束:以及位置計算部,用于基于所述線傳感器的所述多個受光區(qū)域各自的受光位置來計算作為所述多個光學(xué)頭的測量對象的多個測量點(diǎn)的位置

上三棱鏡上背向所述反光鏡的一面設(shè)置為啞光面，探頭殼體的末端固定設(shè)置有用于對光線進(jìn)行色散聚焦的色散鏡頭，色散鏡頭包括有準(zhǔn)直鏡組和色散聚焦鏡組，準(zhǔn)直鏡組設(shè)置在多色光光源的一側(cè)，用于多色光源的準(zhǔn)直；色散聚焦鏡組設(shè)置在被測物體的一側(cè)，用于將多色光分別聚焦，并產(chǎn)生軸向色散。光譜儀包括有機(jī)殼，固定設(shè)置在機(jī)殼中并位于接收光纖出光端的軸向上且用于對反射光進(jìn)行色散的棱鏡組，固定設(shè)置在所述棱鏡組的出光端并用于對色散后的光進(jìn)行聚焦的聚焦透鏡組，感光元件設(shè)置在聚焦透鏡組的出光端并用于接收聚焦后的多色光。該傳感器的優(yōu)點(diǎn)包括高精度、非接觸式和抗溫度、抗振動等效應(yīng)。

被測物體表面反射的反射光通過探頭接收并由接收光纖選擇性的傳輸?shù)焦庾V儀，光譜儀對反射光進(jìn)行聚焦并通過設(shè)置在光譜儀中的感光元件對反射光進(jìn)行量化處理，量化后的光波在光譜儀上產(chǎn)生一個光譜波峰，光譜曲線的峰值位置與聚焦于被測物體表面的波長產(chǎn)生對應(yīng)關(guān)系；光譜儀將波長、被測物體的位移和光譜波峰位置三者建立對應(yīng)關(guān)系后進(jìn)行分析，通過光譜波峰反推出被測物體的位移，實(shí)現(xiàn)利用光譜共焦原理測量位移的過程；因此本方案中的光譜共焦位移傳感器通過光譜共焦工作原理，避免使用激光直接照射到物體表面而呈現(xiàn)顆粒狀的散斑，克服不易確定像點(diǎn)的質(zhì)心位置的缺陷。光譜共焦位移傳感器是一種高精度、高分辨率的位移測量技術(shù)，具有廣泛的應(yīng)用前景。成都光譜共焦位移傳感器主要功能與優(yōu)勢

光譜共焦技術(shù)消除了光學(xué)像差和色差的影響，提高了測量精度。浦東新區(qū)小型光譜共焦位移傳感器

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物體,經(jīng)被測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)對采集到的光譜信息進(jìn)行光強(qiáng)的歸一化處理,并對原始的光譜數(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)動控制臺,來標(biāo)定不同位置對應(yīng)的光譜譜峰值,找出一一對應(yīng)關(guān)系;標(biāo)定完成后,通過讀取軟件上峰譜值的大小,就可以測出被測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。浦東新區(qū)小型光譜共焦位移傳感器