高速光谱共焦的精度

光谱共焦测量技术由于其高精度、允许被测表面有更大的倾斜角、测量速度快、实时性高、对被测表面状况要求低以及高分辨率等特点，已成为工业测量的热门传感器，在生物医学、材料科学、半导体制造、表面工程研究、精密测量和3C电子等领域广泛应用。本次测量场景采用了创视智能TS-C1200光谱共焦传感头和CCS控制器。TS-C系列光谱共焦位移传感器能够实现0.025 µm的重复精度、±0.02%的线性精度、30kHz的采样速度和±60°的测量角度，适用于镜面、透明、半透明、膜层、金属粗糙面、多层玻璃等材料表面，支持485、USB、以太网和模拟量的数据传输接口。光谱共焦技术具有轴向按层分析功能，精度可以达到纳米级别。高速光谱共焦的精度

位移是在光轴方向上从预定的基准位置到测量对象的距离。通过计算位移能够测量表面上的凹凸的深度或高度、透明体的厚度等。在一些共焦位移传感器中，包括共焦光学系统的头单元以及包括投光用光源和分光器的约束装置由单独的装置构成。投光用光源的光经由包括光纤的线缆传送到头单元。在该类型的位移计中，头单元通常设置在测量对象附近并且远离约束装置。在以上说明的传统共焦位移传感器中，难以在设置头单元期间辨识头单元是否被适当地设置。即使在约束装置侧设置了显示部，操作者也难以进行设置作业以从头单元的设置位置附近的位置确认约束装置的显示。因此，为了确认显示，操作者必须移动到约束装置的设置位置。如果头单元的设置状态不合适，则操作者必须反复作业，以移动到头单元的设置位置并调整头单元的位置和姿势，之后再次移动到约束装置的设置位置并确认显示在传统的共焦位移传感器中,还难以在头单元的设置位置附近辨识约束装置是否正常操作。平面度测量 光谱共焦生产商光谱共焦技术的研究和应用将推动科学技术的进步。

高像素传感器的设计取决于对焦水平和图像室内空间NA的要求。同时，在光谱共焦位移传感器中，屏幕分辨率通常采用全半宽来进行精确测量。高NA可以降低半宽，提高分辨率。因此，在设计超色差摄像镜头时，需要尽可能提高NA。高图像室内空间NA可以提高传感器系统的灯源使用率，并允许待测表面在相对大的角度或某些方向上倾斜。但是，同时提高NA也会导致球差扩大，并增加电子光学设计的优化难度。传感器的检测范围主要取决于超色差镜片的纵向色差。因为光谱仪在各个波长的像素应该是一致的，如果纵向色差与波长之间存在离散系统，这种离散系统也会对传感器的像素或灵敏度在不同波长上造成较大的差别，从而损害传感器的特性。通过使用自然散射的玻璃或者衍射光学元件(DOE)可以形成足够强的色差。然而，制造难度和成本相对较高，且在可见光范围内透射损耗也非常高。

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。结果得出，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。从靶丸外表面轮廓原子力显微镜轮廓仪测量数据和白光共焦光谱轮廓仪测量数据的功率谱曲线中可以看出，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。光谱共焦技术的精度可以达到纳米级别。

谱共焦位移传感器是一种高精度的光学测量仪器，主要应用于工业生产、科学研究和质量控制等领域。特别是在工业制造中，比如汽车工业的发动机制造领域，气缸内壁的精度对发动机的性能和可靠性有着直接的影响。光谱共焦位移传感器可以实现非接触式测量，提供高精度和高分辨率的数据，制造商得以更好地掌握产品质量并提高生产效率。它利用激光共焦成像原理，能够准确测量金属内壁表面形貌，包括凹凸、微观结构和表面粗糙度等参数。这些数据对保证发动机气缸内壁的精密性和一致性非常重要，从而保障发动机性能和长期可靠性。此外，在科学研究领域，光谱共焦位移传感器也扮演关键角色，帮助研究者进一步了解各种材料的微观特性和表面形态，推动材料科学、工程技术进步和开发创新应用。光谱共焦位移传感器可以实现对材料的变形过程进行实时监测，对于研究材料的力学行为具有重要意义。高速光谱共焦的精度

光谱共焦技术的应用将有助于推动中国科技创新的发展。高速光谱共焦的精度

光谱共焦测量技术由于其高精度、允许被测表面有更大的倾斜角、快速测量方式、实时性高、对被测表面状况要求低、以及高分辨率的独特优势，迅速成为工业测量的热门传感器，在生物医学、材料科学、半导体制造、表面工程研究、精密测量、3C电子等领域得到大量应用。本次测量场景使用的是创视智能TS-C1200光谱共焦传感头和CCS控制器。TS-C系列光谱共焦位移传感器能够实现0.025μm的重复精度，±0.02% of F.S.的线性精度， 30kHz的采样速度，以及±60°的测量角度，能够适应镜面、透明、半透明、膜层、金属粗糙面、多层玻璃等材料表面，支持485、USB、以太网、模拟量的数据传输接口。高速光谱共焦的精度