高性能光谱共焦使用误区

因为共焦测量方法具有高精度的三维成像能力，所以它已被用于表面轮廓和三维结构的精密测量。本文分析了白光共焦光谱的基本原理，建立了透明靶丸内表面圆周轮廓测量校准模型，并基于白光共焦光谱和精密旋转轴系，开发了透明靶丸内、外表面圆周轮廓的纳米级精度测量系统和靶丸圆心精密位置确定方法，使用白光共焦光谱测量靶丸壳层内表面轮廓数据时，其测量精度受到多个因素的影响，如白光共焦光谱传感器光线的入射角、靶丸壳层厚度、壳层材料折射率和靶丸内外表面轮廓的直接测量数据。光谱共焦技术具有精度高、效率高等优点。高性能光谱共焦使用误区

光谱共焦位移传感器包括光源、透镜组和控制箱等组成部分。光源发出一束白光，透镜组将其发散成一系列波长不同的单色光，通过同轴聚焦在一定范围内形成一个连续的焦点组，每个焦点的单色光波长对应一个轴向位置。当样品位于焦点范围内时，样品表面会聚焦后的光反射回去 ，这些反射回来的光再经过与镜头组焦距相同的聚焦镜再次聚焦后通过狭缝进入控制箱中的单色仪。因此，只有位于样品表面的焦点位置才能聚焦在狭缝上，单色仪将该波长的光分离出来，由控制箱中的光电组件识别并获取样品的轴向位置。采用高数值孔径的聚焦镜头可以使传感器达到较高分辨率，满足薄膜厚度分布测量要求。常用光谱共焦光谱共焦位移传感器具有非接触式测量的优势，可以在微观尺度下进行精确的位移测量。

采用对比测试方法，首先对基于白光共焦光谱技术的靶丸外表面轮廓测量精度进行了考核 。为了便于比较，将原子力显微镜轮廓仪的测量数据进行了偏移。二者的低阶轮廓整体相似，局部的轮廓信息存在一定的偏差，原因在于二者在靶丸赤道附近的精确测量圆周轮廓结果不一致;此外，白光共焦光谱的信噪比较原子力低，这表明白光共焦光谱适用于靶丸表面低阶的轮廓误差的测量。在模数低于100的功率谱范围内，两种方法的测量结果一致性较好，当模数大于100时，白光共焦光谱的测量数据大于原子力显微镜的测量数据，这也反应了白光共焦光谱仪在高频段测量数据信噪比相对较差的特点。由于光谱传感器Z向分辨率比原子力低一个量级，同时，受环境振动、光谱仪采样率及样品表面散射光等因素的影响，共焦光谱检测数据高频随机噪声可达100nm左右。

表面粗糙度是指零件在加工过程中由于不同的加工方法、机床与刀具的精度、振动及磨损等因素在工件加工表面上形成的具有较小间距和较小峰谷的微观水平状况，是表面质量的一个重要衡量指标，关系零件的磨损、密封、润滑、疲劳、研和等机械性能。表面粗糙度测量主要可分为接触式测量和非接触式测量。触针式接触测量容易划伤测量表面、针尖易磨损、测量效率低、不能测复杂表面，而非接触测量相对而言可以实现非接触、高效 、在线实时测量，而成为未来粗糙度测量的发展方向。目前常用的非接触法主要有干涉法、散射法、散斑法、聚焦法等。而其中聚焦法较为简单实用。采用光谱共焦位移传感器，搭建了一套简易的测量装置，对膜式燃气表的阀盖粗糙度进行了非接触的测量，以此来判断阀盖密封性合格与否，取得了一定的效果。基于光谱共焦传感器，利用其搭建的二维纳米测量定位装置对粗糙度样块进行表面粗糙度的非接触测量，并对测量结果进行不确定评定，得到 U95 为 13.9%。光谱共焦位移传感器可以实现亚微米级别的位移和形变测量，具有高精度和高分辨率的特点。

在硅片栅线的厚度测量过程中，创视智能TS-C系列光谱共焦传感器和CCS控制器被使用。TS-C系列光谱共焦位移传感器具有0.025 µm的重复精度，±0.02%的线性精度，10kHz的测量速度和±60°的测量角度。它适用于镜面、透明、半透明、膜层、金属粗糙面和多层玻璃等材料表面，支持485、USB、以太网和模拟量数据传输接口。在测量太阳能光伏板硅片栅线厚度时，使用单探头在二维运动平台上进行扫描测量。栅线厚度可通过栅线高度与基底高度之差获得，通过将需要扫描测量的硅片标记三个区域并使用光谱共焦C1200单探头单侧测量来完成测量。由于栅线不是平整面，并且有一定的曲率，因此对于测量区域的选择具有较大的随机性影响 。光谱共焦技术的研究和应用将推动中国科技事业的发展；点光谱共焦找哪家

光谱共焦位移传感器可以实时监测材料的变化情况，对于研究材料的力学性能具有重要意义。高性能光谱共焦使用误区

在容器玻璃的生产过程中，瓶子的圆度和壁厚是重要的质量特征。因此，必须检查这些参数。任何有缺陷的容器都会立即被拒绝并返回到玻璃熔体中。高处理速度与防止损坏瓶子的需要相结合，需要快速的非接触式测量程序。而光谱共焦传感器适合这项测量任务。该系统在两个点上同步测量。数据通过 EtherCAT 接口实时输出，厚度校准功能允许在传感器的整个测量范围内进行精确的厚度测量。无论玻璃颜色如何 ，自动曝光控制都可以实现稳定的测量。高性能光谱共焦使用误区