| 原理說明 |
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(lán)光)到700nm (紅光)。通過透鏡，不同顏色的光不會(huì)聚焦到同一個(gè)點(diǎn)上。這種現(xiàn)象稱為色差。
，自然界的日光屬白光一種，白光不是最純潔的光，而是許多單色光組成的。光在不同介質(zhì)中傳播可能會(huì)有角度偏差的現(xiàn)象產(chǎn)生，而實(shí)際的白光照射下不同介質(zhì)將有很多單線光的折射。光學(xué)材料（透鏡）對于不同單色光的折射率是不同的，也就是折射角度不同波長愈短折射率愈大，波長愈長折射率愈?。ㄟ@也是不同望遠(yuǎn)鏡所謂的色差不同的原因），同一薄透鏡對不同單色光，每一種單色光都有不同的焦距，按色光的波長由短到長，它們的像點(diǎn)離開透鏡由近到遠(yuǎn)地排列在光軸上（不同的單色光的波長是不同的）這樣成像就產(chǎn)生了所謂色差透鏡錯(cuò)誤。色差透鏡錯(cuò)誤使成像產(chǎn)生色斑或暈環(huán)。在攝影器材中，應(yīng)通過特殊處理，盡量消減色差透鏡錯(cuò)誤導(dǎo)致的成像問題。常用的消除方法有雙膠合系統(tǒng)與雙分離系統(tǒng)。
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(xué)器件可以用來矯正色差
而光譜共焦測量方法恰恰利用這種物理現(xiàn)象的特點(diǎn)。通過使用特殊透鏡，延長不同顏色光的焦點(diǎn)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(huì)對應(yīng)一個(gè)精確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精確距離。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。最后使用一個(gè)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(diǎn)軸線。
白色光通過多組透鏡后產(chǎn)生明顯的色差。然后打到樣品上，只有在樣品焦點(diǎn)位置的光才會(huì)反射回來。反射回來的光經(jīng)過光纖傳導(dǎo)到光譜儀進(jìn)行光譜分析，分析出當(dāng)前的光譜，即可對應(yīng)計(jì)算出焦點(diǎn)的距離。
| 技術(shù)特點(diǎn) |
1.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(diǎn)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。
2.信號更加穩(wěn)定
使用光線波長計(jì)算距離，反射光產(chǎn)生的信號波峰強(qiáng)度并不在測量依據(jù)之內(nèi)。反射光的光強(qiáng)不會(huì)影響測量結(jié)果。 這意味著，無論有多少反射光從被測物體反射回來，測量的距離結(jié)果可能是不變的。所以信號會(huì)更加穩(wěn)定。因此，采用捷揚(yáng)公司的光譜共焦傳感器，即使被測物體是強(qiáng)吸光材料，如黑色橡膠；或者是透明材料，如玻璃或者液體，都可以進(jìn)行正?？煽康臏y量。
3.可測量小孔
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?yàn)樾】仔纬傻年幱皶?huì)遮擋反射光的光路，無法進(jìn)行測量。針對這種小孔測量任務(wù)，德國米銥公司推出了IFS 2402微型光譜共焦傳感器探頭。這種探頭擁有僅4mm的探頭直徑，可以探入小孔內(nèi)部進(jìn)行測量。
4.可測量透明材料。
與其他測量方法不同，光譜共焦傳感器在測量這種物體時(shí)，僅需要一支探頭就可以完成測量。測量被測物體前端面和后端面的反射光，從而得到層厚信息。
5.測量更加安全可靠
由于測量只使用白光，無需額外附加激光安全措施。由于探頭本身不含有任何電路，傳感器探頭還可以被用于有防爆要求的環(huán)境或者有電磁干擾要求的環(huán)境。而控制器可以被放置于安全距離以外，允許最長50m的光纖連接探頭和控制器。
| 使用用途 |
1.高度檢測
通過不同焦點(diǎn)所對應(yīng)不同位置，測量出樣品的高度尺寸。
2.位移檢測
通過不同焦點(diǎn)對應(yīng)不同的距離，計(jì)算出樣品的位移。
3.透明材料厚度檢測
通過透明物體兩個(gè)表面對應(yīng)不同的焦點(diǎn)，算出透明物體的厚度。
4.不透明材料厚度檢測
使用兩個(gè)距離傳感器，測量兩個(gè)表面的距離，與標(biāo)準(zhǔn)片對比后，算出樣品的厚度。
| 規(guī)格參數(shù) |
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| DSP-010 | DSP-030 | DSP-100 | ||
| 線性量程（mm） | 0.3 | 1 | 3 | 10 | ||
| 精度（um） | 0.3 | 1 | 3 | 10 | ||
| 量程起點(diǎn)（近似值）（mm） | 6 | 10 | 20 | 50 | ||
| 焦點(diǎn)光斑直徑（μm） | 小于17 | 小于17 | 小于22 | 小于22 | ||
| 出光口徑（mm） | 10.4 | 14.4 | 22 | 38.2 | ||
| 分辨率（譜峰半高寬）（nm） | 3 | 3.2 | 3.5 | 5 | ||
| 鏡頭外形直徑（mm） | 27 | 27 | 34 | 54 | ||
| 鏡頭主體長度（mm） | 109 | 105 | 88.7 | 112.8 | ||
| 鏡頭總長（mm） | 154 | 150 | 145 | 185 |
| 注意事項(xiàng) |
1.需要禁止在光路上存在遮擋物或小顆粒，這會(huì)影響測量精度，甚至使測量變得不可完成。
2.由于采用的是光學(xué)測量方法，探頭到被測物體的距離也有一定限制。
