深圳光谱共焦位移传感器常用解决方案

传统的探头中采用的是分光镜，分光镜有一定厚度，使光波产生了垂直光轴方向的横向偏移，而波长不同，其横向偏移不相等，导致多色光的光轴发生分离，经过色散镜头后的聚焦点上不在光轴上，其连线也不是一条直线，所以会产生较大的轴向像差和横向像差而降低MTF值，使整个系统产生较大误差，难以保证整个系统的测量精度。因此，本方案采用的半透半反光学镜2300实现所有多色光的波长共光轴，不发生光轴偏移，即发射光线和接收光线沿光轴完全对称，而且没有垂直光轴方向的偏移，可以更好的消除像差，同时其结构简单，提高机械结构的可加工性。该传感器可应用于微纳制造、生物医学和半导体制造等领域中的精密测量。深圳光谱共焦位移传感器常用解决方案

这样，通过棱镜组对接收光纤的出光端发出的多色光进行色散，色散后的光通过聚焦透镜组进行聚焦，使焦点位于感光元件上，通过感光元件与控制电路电性连接，从而实现电信号输出，即对反射光进行量化处理，量化后的光波在光谱仪上产生一个光谱波峰，光谱曲线的峰值位置与聚焦于被测物体表面的波长产生对应关系；光谱仪将波长、被测物体的位移和光谱波峰位置三者建立对应关系后进行分析，通过波光谱波峰位置反推出被测物体的位移，实现使用光谱共焦原理测量位移的过程。本实施例采用棱镜组进行色散，具有较小的光能量损失。南通本地光谱共焦位移传感器传感器需要使用的光谱共焦显微镜进行测量。

采用入射光纤和接收光纤分离的方式，发射光和反射光从不同的光路中传输，从而避免光线在传输过程中产生内部干扰，提高了光谱共焦系统的信噪比；而且通过设置发射光和反射光的单独通道，光路更顺畅，发射光和反射光分别在入射光纤和接收光纤中传播时不会出现自身反射，从而避免光信号的干扰和能量损失。而传统的光路设置过程中，采用的是Y型光纤，入射光纤和接收光纤在探头内耦合成一条光纤，形成Y型光纤，这样会产生内部串扰，降低信噪比，影响有效信号的提取和整个系统的稳定性。而本方案中的入射光纤和接收光纤单独进行设置，可以避免传统Y型光纤的问题，使光的传播更加稳定。

本发明提供一种光谱共焦传感器和测量方法。该光谱共焦传感器包括:光源部,用于射出具有不同波长的多个光束;多个光学头,用于将从所述光源部射出的所述多个光束会聚于不同的聚焦位置处,并且射出在所述聚焦位置处被测量点反射的测量光:分光器,其包括:线传感器,以及光学系统,其包括用于使从所述多个光学头射出的多个测量光束发生衍射的衍射光栅,并且向所述线传感器的不同的多个受光区域射出通过所述衍射光栅所衍射的所述多个测量光束:以及位置计算部,用于基于所述线传感器的所述多个受光区域各自的受光位置来计算作为所述多个光学头的测量对象的多个测量点的位置该传感器利用光路中的光谱信息实现对位移的测量。

当光线射到半透半反膜上时，一部分光线进行透射到下三棱镜上，一部分光线进行反射，反射到背向所述反光镜的一面，在上三棱镜背向所述反光镜的一面上进行涂黑处理从而成为哑光面，当光被半透半反光学镜反射到哑光面上时，被哑光面吸收，因此可以减少整个系统的杂散光，提高信噪比。由于半透半反膜的厚度很小，因此射到下三棱镜上的折射光线的偏移量小，因此可认为，多色光从下三棱镜射出时，基本不发生位置偏移，从下三棱镜上射出的光线的光轴与从入射光线的出光端射出的光轴重合。这样实现所有多色光的波长共光轴，而且不发生光轴偏移，有利于后续对多色光进行色散和聚焦。光谱共焦技术可以消除光学系统的像差和色差等影响，提高测量精度。辽宁光谱共焦位移传感器诚信合作

它可以测量物体微小的位移，精度高达亚微米级别。深圳光谱共焦位移传感器常用解决方案

如图1至图3所示,为本实用新型光谱共焦位移传感器系统,传感器系统由卤素灯光源1、Y型光纤2、光谱共焦透镜组3、共焦小孔6和光谱仪5组成,卤素灯光源1连接Y型光纤2,卤素灯光源1的光谱波段范围为360nm~2500nm,光谱仪5通过共焦小孔6连接Y型光纤2-端,型光纤2另一端连接光谱共焦透镜组3,光谱共焦透镜组3包括盒盖、盒体7、两个双凸球面镜9、套筒12和一个弯月透镜11,盒体7内设置有光路通道8、限位槽13和透光孔10,光路通道8位于限位槽13和透光孔10之间,光路通道8上从左往右依次设置有两个相互平行的一号卡槽和一个第二卡槽,两个双凸球面镜9分别限位在两个一号卡槽内,两个双凸球面镜9的凸面侧朝内对称设置,两个双凸球面镜9之间的间距为2.5~5.5mm,弯月透镜11限位在第二卡槽内,位于中间的双凸球面镜与弯月透镜之间的间距为3.5~6.0mm,Y型光纤2通过SMA905插头4与盒体7相连,套简12限位在限位槽13内,且与限位槽13相匹配,套筒12上设置有用于光纤连接的螺纹孔。深圳光谱共焦位移传感器常用解决方案