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光谱共焦传感器利用的物理现象特点作用
发布时间:2017-11-20   点击次数:200次
   光谱共焦传感器利用的物理现象特点作用
  
  混色光是由众多不同波长光线组成的,我们称之为光谱。所有不同波长的可见光重叠在一起,形成白光。人类肉眼可见光的波长范围从400nm(蓝光)到700nm(红光)。通过透镜,不同颜色的光不会聚焦到同一个点上。这种现象称为色差透镜错误或者叫色差透镜偏差。
  
  一面单透镜的色差造成对不同波长的色光产生了不同的焦距
  
  对于消色差双合透镜而言,可见光的波长近似具有相等的焦距
  
  具有抵消色散属性的衍射光学器件可以用来矫正色差
  
  而光谱共焦传感器光谱共焦测量方法恰恰利用这种物理现象的特点。通过使用特殊透镜,延长不同颜色光的焦点光晕范围,形成特殊放大色差,使其根据不同的被测物体到透镜的距离,会对应一个波长的光聚焦到被测物体上。通过测量反射光的波长,就可以得到被测物体到透镜的距离。这一过程与摄影器材通过各种方法消减色差的过程正好相反。
  
  为了得到上述特殊的色差,需要在传感器探头内使用若干特殊透镜,用来根据所需量程将光线分解。zui后使用一个凸透镜,将传感器探头射出的光线聚拢在一条轴线上,形成所谓的焦点轴线。如果不使用凸透镜,传感器探头射出的光将分散开来,测量也就无法进行了。
  
  使用光谱共焦测量技术,可以得到超高分辨率。纳米级分辨率源于上述经过特殊处理得到的加长光谱范围。由于采用检测焦点的颜色,得到距离信息,光谱共焦传感器可以采用非常小的测量光斑,从而允许测量非常小的被测物体。这也意味着,即使被测表面有非常轻微的划痕,也逃不过光谱共焦传感器的眼睛。
  
  由于光谱共焦传感器的光路非常紧凑和集中,使其非常适合测量钻孔结构。而其他测量方式,如激光三角反射式测量,对于小孔往往无能为力,因为小孔形成的阴影会遮挡反射光的光路,无法进行测量。
  
  另一种非常适合光谱共焦传感器的应用是测量多层透明材料的厚度。与其他测量方法不同,光谱共焦传感器在测量这种物体时,仅需要一支探头就可以完成测量。

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