2023-12-11
光譜共焦位移傳感器是一種測(cè)量位移變化的高精度測(cè)量設(shè)備，其工作原理基于共焦光學(xué)技術(shù)和光譜分析技術(shù)的結(jié)合。
在傳統(tǒng)的共焦系統(tǒng)中，一個(gè)點(diǎn)光源（通常為激光）通過(guò)一個(gè)聚焦透鏡照射到樣品上，同一個(gè)透鏡也用來(lái)收集反射或透射光。由于共焦孔徑的存在，只有來(lái)自聚焦平面的光可以通過(guò)孔徑被檢測(cè)器接收。隨著樣品的位移，聚焦平面也隨著移動(dòng)，導(dǎo)致聚焦平面之外的光線強(qiáng)度急劇下降。這樣，光強(qiáng)和樣品表面的距離之間建立了一個(gè)非常敏感的依賴關(guān)系，可以用來(lái)測(cè)量位移。
光譜共焦位移傳感器則是對(duì)共焦系統(tǒng)的一個(gè)進(jìn)一步發(fā)展。它使用白光源代替單一波長(zhǎng)的激光，并且利用光譜儀來(lái)分析反射光的光譜。在光譜共焦系統(tǒng)中，由于白光源包含了連續(xù)的光譜，不同波長(zhǎng)的光將在樣品表面的不同深度上聚焦。這意味著，通過(guò)分析反射光的光譜，可以確定出樣品表面的精確位置。
測(cè)量過(guò)程通常包括以下步驟：
1. 產(chǎn)生白光并通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)照射到被測(cè)物體上。
2. 接收從物體表面反射回來(lái)的光，并通過(guò)光譜儀分析其光譜。
3. 根據(jù)光譜中的的特定波長(zhǎng)或光譜模式來(lái)確定與焦點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位移。
由于這種方法獲得的光譜暗示了樣品的位移信息，因此對(duì)于任何由樣品表面位置變化引起的光譜變化，都可以被轉(zhuǎn)化為位移讀數(shù)。光譜共焦位移傳感器的優(yōu)勢(shì)在于它的高分辨率和高靈敏度，能夠進(jìn)行亞微米乃至納米級(jí)的位移測(cè)量，非常適合精密工程和科學(xué)研究應(yīng)用。
