国内光谱共焦应用案例

时间:2024年03月06日 来源:

光谱共焦技术是在共焦显微术基础上发展而来的技术,在测量过程中无需轴向扫描,直接由波长对应轴向距离信息,因此可以大幅提高测量速度。基于光谱共焦技术的传感器是近年来出现的一种高精度、非接触式的新型传感器,精度理论上可达到纳米级。由于光谱共焦传感器对被测表面状况要求低、允许被测表面有更大的倾斜角、测量速度快、实时性高,因此迅速成为工业测量的热门传感器,大量应用于精密定位、薄膜厚度测量、微观轮廓精密测量等领域。本文介绍了光谱共焦技术的原理,并列举了光谱共焦传感器在几何量计量测试中的典型应用。同时,对共焦技术在未来精密测量的进一步应用进行了探讨,并展望了其发展前景。光谱共焦位移传感器广泛应用于制造领域,如半导体制造、精密机械制造等;国内光谱共焦应用案例

随着机械加工水平的不断发展,各种微小而复杂的工件都需要进行精确的尺寸和轮廓测量,例如测量小零件的内壁凹槽尺寸和小圆角。为避免在接触测量过程中刮伤光学表面,一些精密光学元件也需要进行非接触式的轮廓形貌测量。这些测量难题通常很难用传统传感器来解决,但可以使用光谱共焦传感器来构建测量系统。通过二维纳米测量定位装置,光谱共焦传感器可以作为测头,以实现超精密零件的二维尺寸测量。使用光谱共焦位移传感器,可以解决涡轮盘轮廓度在线检测系统中滚针涡轮盘轮廓度检测的问题。在进行几何量的整体测量过程中,还需要采用多种不同的工具和技术对其结构体系进行优化,以确保几何尺寸的测量更加准确。高频光谱共焦技术光谱共焦位移传感器采用的是非接触式测量方式,可以避免传统测量方式中的接触误差。

光谱共焦传感器结合了高精度和高速度的现代技术,在工业 4.0 的高要求下,这些多功能距离和位移传感器非常适合使用。在工业 4.0 的世界中,传感器必须进行高速测量并提供高精度结果,以确保可靠的质量保证。由于光学测量技术是非接触式的,它们在生产和检测过程中变得越来越重要,可以单独应用于目标材料分开和表面特性。这是在“实时”生产过程中的一个主要优势,尤其是当目标位于难以接近的区域时,触觉测量技术正在发挥其极限。共焦色差测量技术提供突破性的技术,高精度和高速度,并且可以用于距离测量、透明材料的多层厚度测量、强度评估以及钻孔和凹槽内的测量。测量过程是无磨损的、非接触式的,并且实际上与表面特性无关。由于测量光斑尺寸很小,即使是非常小的物体也能被检测到。因此,共焦色度测量技术适用于在线质量控制。

光谱共焦技术将轴向距离与波长建立起一套编码规则,是一种高精度、非接触式的光学测量技术。基于光谱共焦技术的传感器作为一种亚微米级、快速精确测量的传感器,已经被大量应用于表面微观形状、厚度测量、位移测量、在线监控及过程控制等工业测量领域。展望其未来,随着光谱共焦传感技术的发展,必将在微电子、线宽测量、纳米测试、超精密几何量计量测试等领域得到更多的应用。光谱共焦技术是在共焦显微术基础上发展而来,其无需轴向扫描,直接由波长对应轴向距离信息,从而大幅提高测量速度。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;

该研究主要针对光谱共焦传感器在校准时产生的误差进行了研究。研究者使用激光干涉仪和高精度测长机分别对光谱共焦传感器进行了测量,并使用球面测头来保证光谱共焦传感器的光路位于测头中心,以确保安装精度。然后更换平面侧头进行校准,并利用小二乘法对测量数据进行处理,得出测量数据的非线性误差。研究结果表明:高精度测长机校准时的非线性误差为0.030%,激光干涉仪校准时的分析线性误差为0.038%。利用小二乘法处理数据及计算非线性误差,可以减小校准时产生的同轴度误差和光谱共焦传感器的系统误差,提高对光谱共焦传感器的校准精度。光谱共焦透镜组设计和性能优化是光谱共焦技术研究的重要内容之一;高性能光谱共焦常用解决方案

光谱共焦技术是一种基于共焦显微镜原理的成像和分析技术;国内光谱共焦应用案例

光谱共焦是一种综合了光学成像和光谱分析技术的高精度位移传感器,在3C电子行业中应用极为大量。光谱共焦传感器可以用于智能手机内线性马达的位移测量,通过实时监控和控制线性马达的位移,可大幅提高智能手机的定位功能和相机的成像精度。也能测量手机屏的曲面角度、厚度等。平板电脑内各种移动结构部件的位移和振动检测是平板电脑生产过程中非常重要的环节。光谱共焦传感器可以通过对平板电脑内的各种移动机构、控制元件进行精密位移、振动、形变和应力等参数的测量,从而实现对其制造精度和运行状态的实时监控。国内光谱共焦应用案例

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