非接触式光谱共焦常用解决方案

非球面中心偏差的测量方法包括接触式(例如使用百分表)和非接触式(例如使用光学传感器)。本文采用自准直定心原理和光谱共焦位移传感技术，对高阶非球面透镜的中心偏差进行了非接触精密测量。通过测量出的校正量和位置方向对球面进行抛光，纠正非球面透镜中心偏差，以满足光学系统设计的要求。由于非球面已经加工到一定的精度要求，因此对球面的抛光和磨削是纠正非球面透镜中心偏差的主要方法。利用轴对称高阶非球面曲线的数学模型计算被测环D带的旋转角度θ，即光谱共焦位移传感器的工作角。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；非接触式光谱共焦常用解决方案

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。国内光谱共焦使用方法光谱共焦位移传感器具有高灵敏度和迅速响应的特点，可以实现实时测量和监测。

背景技术:光学测量与成像技术,通过光源、被测物体和探测器三点共，去除焦点以外的杂散光，得到比传统宽场显微镜更高的横向分辨率，同时由于引入圆孔探测具有了轴向深度层析能力，通过焦平面的上下平移从而得到物体的微观三维空间结构信息。这种三维成像能力使得共焦三维显微成像技背景技术:光学测量与成像技术,通过光源、被测物体和探测器三点共，去除焦点以外的杂散光，得到比传统宽场显微镜更高的横向分辨率，同时由于引入圆孔探测具有了轴向深度层析能力，通过焦平面的上下平移从而得到物体的微观三维空间结构信息。这种三维成像能力使得共焦三维显微成像技术已经广泛应用于医学、材料分析、工业探测及计量等各种不同的领域之中。现有的光学测量术已经广泛应用于医学、材料分析、工业探测及计量等各种不同的领域之中。现有的光学测量与成像技术主要激光成像，其功耗大、成本高，而且精度较差,难以胜任复杂异形表面(如曲面、弧面、凸凹沟槽等)的高精度、稳定检测或者成像的光谱共焦成像技术比激光成像具有更高的精度，而且能够降低功耗和成本但现有的光谱共焦检测设备大都是静态检测,检测效率低，而且难以胜任复杂异形表面。

靶丸内表面轮廓是激光核聚变靶丸的关键参数，需要精密检测。本文首先分析了基于白光共焦光谱和精密气浮轴系的靶丸内表面轮廓测量基本原理，建立了靶丸内表面轮廓的白光共焦光谱测量方法。此外，搭建了靶丸内表面轮廓测量实验装置，建立了基于靶丸光学图像的辅助调心方法，实现了靶丸内表面轮廓的精密测量，获得了准确的靶丸内表面轮廓曲线;对测量结果的可靠性进行了实验验证和不确定度分析，结果表明，白光共焦光谱能实现靶丸内表面低阶轮廓的精密测量.光谱共焦技术具有很大的市场潜力；

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。光谱共焦位移传感器可以应用于材料科学、医学、纳米技术等多个领域；非接触式光谱共焦常用解决方案

光谱共焦技术可以实现对样品内部结构的观察和分析；非接触式光谱共焦常用解决方案

光谱共焦传感器是一种新型高精度传感器，其测量精度可达到0.02%。相比于光栅尺、容栅、电感式变压器偏移传感器等传感器，它在偏移测量方面具有更加明显的优势。由于它的高精度特性，光谱共焦传感器在几何量高精度测量方面得到了广泛应用，如漫反射光和平面反射面的偏移测量、平整度测量、塑料薄膜和透明材料薄厚测量、外表粗糙度测量等。在偏移测量方面，光谱共焦传感器的主要功能就是测量偏移。研究人员对光谱共焦传感器的散射目镜进行了分析，并制定了相应的构造来提高其各项特性；也有研究人员利用光谱共焦传感器对飞机发动机电机转子叶片空隙进行了高精度和高效率的测量。在平整度测量方面，研究人员分析了光谱共焦传感器的检测误差，并对平面图检测误差展开了科学研究。通过利用光谱共焦传感器对圆平晶的平整度展开测量，他们获得了平面图检测误差的数值。非接触式光谱共焦常用解决方案