基于光譜共焦技術的傳感器是近年來出現的一種高精度、非接觸式的新型傳感器,精度理論上可達納米量級。由于其高精度、高分辨率以及易于實現三維數字化成像的獨特優勢,在生物醫學、材料科學、半導體制造、表面工程研究、精密測量等領域均得到了廣泛的應用。
由于光譜共焦傳感器對被測表面狀況要求低,允許被測表面有更大的傾斜角,測量速度快,實時性高,迅速成為工業測量的熱門傳感器,廣泛應用于精密定位、薄膜厚度測量、微觀輪廓精密測量等領域。
什么是光譜共焦傳感器?
光譜共焦傳感器是一種通過光學色散原理建立距離與波長間的對應關系,利用光譜儀解碼光譜信息,從而獲得位置信息的裝置。
如下圖所示,白光LED光源發射出一束寬光譜的復色光,通過色散鏡頭發生光譜色散,其中只存在某一特定波長的單色光聚焦在被測物體表面,并同時反射回光學系統。經過光譜分析得到該單色光波長值,由波長-距離標定即可換算出被測物體的距離值,還可進一步通過計算位移數值獲得平面度數據和厚度數據等。
由于采用了共焦技術,該方法具有良好的層析特性,分辨力提高,并且對被測物特性和雜散光不敏感,即使被測物體是強吸光材料,如黑色橡膠;或透明材料,如玻璃或者液體,都可以進行正常可靠的測量。
光譜共焦與普通激光位移技術的區別
傳統的激光三角位移法受材質、形狀、發熱等多種因素制約,測量精度有限,而光譜共焦可以完美地解決這些問題。