光谱共焦传感器应用于激光加工部件的纹理和表面光洁度测量

最新的光谱共焦传感器具有极高的灵敏度和亚微米分辨率，在生产期间或后期检查MEMS结构的形状、尺寸和表面形貌方面具有显着优势。这些传感器可以集成到线性XY平台、机床或具有闭环反馈控制的专用检测系统。

光谱共焦传感器如何工作？

光谱共焦测量原理通过使用多透镜光学系统将多色白光聚焦到目标表面来工作。透镜的排列方式是通过控制色差（像差）将白光分散成单色光。工厂校准为每个波长分配了一定的偏差（特定距离）。

只有精确聚焦在目标表面或材料上的波长才能用于测量。从目标表面反射的这种光通过共焦孔径到达光谱仪，该光谱仪检测并处理光谱变化。

共焦测量提供纳米分辨率并且几乎独立于目标材料运行。在整个传感器的测量范围内，实现了一个非常小的、恒定的光斑尺寸，通常＜10μm。微型径向和轴向共焦版本可用于测量钻孔或钻孔的内表面，以及测量窄孔、小间隙和空腔。

检查高反射和暗漫反射表面

精密激光微加工工厂正受益于非接触式光谱共焦传感器的使用。光谱共焦传感器能够测量困难材料的表面光洁度和凹槽深度，范围从高反射镜面到深色漫射表面。

通常机器需要以极高的公差工作，通常达到亚微米精度。这意味着安装在这些机器上的任何测量和检查系统也需要以这些精度水平运行。比如在机器的原位测量能力方面遇到了一些挑战，需要以0.25微米的精度测量盘形元件表面激光蚀刻特征的深度，以及以小于0.1微米的精度测量这些组件的表面光洁度。

这些相同的测量系统还需要应对组件的纹理和表面光洁度的变化，这些组件可能是高精度空气轴承或密封件。通常，这些组件由金属或硬质陶瓷（例如碳化硅或碳化钨）加工而成，因此传感器需要在黑暗的漫反射表面以及闪亮的反射镜面表面上进行测量。

此外，非接触式探头能够以小公差测量一系列不同尺寸和形状的零件和特征，无论是深度还是横向，而不用担心机械碰撞，这使得非接触式方法非常有吸引力。此外，避免探头尖端清洁和更换的能力提供了更可靠和稳定的长期解决方案。

除光谱共焦传感器外还有更多非接触测量技术，包括激光三角测量传感器和工业相机。然而得出的结论是，激光传感器和工业相机无法检测反光、镜面材质物体，当表面从暗色、漫反射变为高反射时，容易造成测量结果不准确的问题。

非接触式共焦位移传感器。这些传感器受益于较大的间隔距离（高达100毫米），为用户提供了更大的灵活性，可用于各种应用。此外，传感器的倾斜角度已显着增加，这在测量不断变化的表面特征时提供了更好的性能。

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