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光譜共焦傳感器利用的物理現(xiàn)象特點作用
更新時間:2017-11-20   點擊次數(shù):1822次
   光譜共焦傳感器利用的物理現(xiàn)象特點作用
  
  混色光是由眾多不同波長光線組成的,我們稱之為光譜。所有不同波長的可見光重疊在一起,形成白光。人類肉眼可見光的波長范圍從400nm(藍光)到700nm(紅光)。通過透鏡,不同顏色的光不會聚焦到同一個點上。這種現(xiàn)象稱為色差透鏡錯誤或者叫色差透鏡偏差。
  
  一面單透鏡的色差造成對不同波長的色光產(chǎn)生了不同的焦距
  
  對于消色差雙合透鏡而言,可見光的波長近似具有相等的焦距
  
  具有抵消色散屬性的衍射光學器件可以用來矯正色差
  
  而光譜共焦傳感器光譜共焦測量方法恰恰利用這種物理現(xiàn)象的特點。通過使用特殊透鏡,延長不同顏色光的焦點光暈范圍,形成特殊放大色差,使其根據(jù)不同的被測物體到透鏡的距離,會對應一個波長的光聚焦到被測物體上。通過測量反射光的波長,就可以得到被測物體到透鏡的距離。這一過程與攝影器材通過各種方法消減色差的過程正好相反。
  
  為了得到上述特殊的色差,需要在傳感器探頭內(nèi)使用若干特殊透鏡,用來根據(jù)所需量程將光線分解。zui后使用一個凸透鏡,將傳感器探頭射出的光線聚攏在一條軸線上,形成所謂的焦點軸線。如果不使用凸透鏡,傳感器探頭射出的光將分散開來,測量也就無法進行了。
  
  使用光譜共焦測量技術(shù),可以得到超高分辨率。納米級分辨率源于上述經(jīng)過特殊處理得到的加長光譜范圍。由于采用檢測焦點的顏色,得到距離信息,光譜共焦傳感器可以采用非常小的測量光斑,從而允許測量非常小的被測物體。這也意味著,即使被測表面有非常輕微的劃痕,也逃不過光譜共焦傳感器的眼睛。
  
  由于光譜共焦傳感器的光路非常緊湊和集中,使其非常適合測量鉆孔結(jié)構(gòu)。而其他測量方式,如激光三角反射式測量,對于小孔往往無能為力,因為小孔形成的陰影會遮擋反射光的光路,無法進行測量。
  
  另一種非常適合光譜共焦傳感器的應用是測量多層透明材料的厚度。與其他測量方法不同,光譜共焦傳感器在測量這種物體時,僅需要一支探頭就可以完成測量。

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