在容器玻璃生產(chǎn)過程中，圓度和壁厚是重要的質(zhì)量特征，需要進(jìn)行檢查。任何有缺陷的容器都會被判定為不合格產(chǎn)品并返回到玻璃熔體中。為了實(shí)現(xiàn)快速的非接觸式測量，并確保不損壞瓶子，需要高處理速度。對于這種測量任務(wù)，光譜共焦傳感器是一種合適的選擇。該系統(tǒng)在兩個點(diǎn)上同步測量并通過EtherCAT接口實(shí)時輸出數(shù)據(jù) ，厚度校準(zhǔn)功能允許在傳感器的整個測量范圍內(nèi)進(jìn)行精確的厚度測量。此外，自動曝光控制可以實(shí)現(xiàn)對不同玻璃顏色的測量的穩(wěn)定性。光譜共焦技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)高分辨率的成像和分析。光譜共聚焦

光譜共焦技術(shù)是在共焦顯微術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的技術(shù)，在測量過程中無需軸向掃描，直接由波長對應(yīng)軸向距離信息，因此可以大幅提高測量速度。基于光譜共焦技術(shù)的傳感器是近年來出現(xiàn)的一種高精度、非接觸式的新型傳感器，精度理論上可達(dá)到納米級。由于光譜共焦傳感器對被測表面狀況要求低、允許被測表面有更大的傾斜角、測量速度快、實(shí)時性高，因此迅速成為工業(yè)測量的熱門傳感器，大量應(yīng)用于精密定位、薄膜厚度測量、微觀輪廓精密測量等領(lǐng)域。本文介紹了光譜共焦技術(shù)的原理，并列舉了光譜共焦傳感器在幾何量計量測試中的典型應(yīng)用。同時 對共焦技術(shù)在未來精密測量的進(jìn)一步應(yīng)用進(jìn)行了探討，并展望了其發(fā)展前景。小型光譜共焦產(chǎn)品基本性能要求光譜共焦位移傳感器具有非接觸式測量的優(yōu)勢，可以在微觀尺度下進(jìn)行精確的位移測量。

因?yàn)楣步箿y量方法具有高精度的三維成像能力，所以它已被用于表面輪廓和三維結(jié)構(gòu)的精密測量。本文分析了白光共焦光譜的基本原理，建立了透明靶丸內(nèi)表面圓周輪廓測量校準(zhǔn)模型，并基于白光共焦光譜和精密旋轉(zhuǎn)軸系，開發(fā)了透明靶丸內(nèi)、外表面圓周輪廓的納米級精度測量系統(tǒng)和靶丸圓心精密位置確定方法。使用白光共焦光譜測量靶丸殼層內(nèi)表面輪廓數(shù)據(jù)時，其測量精度受到多個因素的影響，如白光共焦光譜傳感器光線的入射角、靶丸殼層厚度、殼層材料折射率和靶丸內(nèi)外表面輪廓的直接測量數(shù)據(jù) 。

高像素傳感器的設(shè)計取決于對焦水平和圖像室內(nèi)空間NA的要求。同時，在光譜共焦位移傳感器中，屏幕分辨率通常采用全半寬來進(jìn)行精確測量。高NA可以降低半寬，提高分辨率。因此，在設(shè)計超色差攝像鏡頭時，需要盡可能提高NA。高圖像室內(nèi)空間NA可以提高傳感器系統(tǒng)的燈源使用率 ，并允許待測表面在相對大的角度或某些方向上傾斜。但是，同時提高NA也會導(dǎo)致球差擴(kuò)大，并增加電子光學(xué)設(shè)計的優(yōu)化難度。傳感器的檢測范圍主要取決于超色差鏡片的縱向色差。因?yàn)楣庾V儀在各個波長的像素應(yīng)該是一致的，如果縱向色差與波長之間存在離散系統(tǒng)，這種離散系統(tǒng)也會對傳感器的像素或靈敏度在不同波長上造成較大的差別，從而損害傳感器的特性。通過使用自然散射的玻璃或者衍射光學(xué)元件(DOE)可以形成足夠強(qiáng)的色差。然而，制造難度和成本相對較高，且在可見光范圍內(nèi)透射損耗也非常高。光譜共焦技術(shù)的研究和應(yīng)用將推動中國科技事業(yè)的發(fā)展。

光譜共焦技術(shù)將軸向距離與波長建立起一套編碼規(guī)則，是一種高精度 、非接觸式的光學(xué)測量技術(shù)?；诠庾V共焦技術(shù)的傳感器作為一種亞微米級、快速精確測量的傳感器，已經(jīng)被大量應(yīng)用于表面微觀形狀、厚度測量、位移測量、在線監(jiān)控及過程控制等工業(yè)測量領(lǐng)域。展望其未來，隨著光譜共焦傳感技術(shù)的發(fā)展，必將在微電子、線寬測量、納米測試、超精密幾何量計量測試等領(lǐng)域得到更多的應(yīng)用。光譜共焦技術(shù)是在共焦顯微術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展而來，其無需軸向掃描，直接由波長對應(yīng)軸向距離信息，從而大幅提高測量速度。光譜共焦技術(shù)的發(fā)展將促進(jìn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。高速光譜共焦設(shè)備生產(chǎn)

光譜共焦技術(shù)材料科學(xué)領(lǐng)域可以用于材料的性能測試和分析。光譜共聚焦

主要是對光譜共焦傳感器的校準(zhǔn)后的誤差進(jìn)行分析。各自利用干涉儀與高精密測長機(jī)對光譜共焦傳感器開展測量，用曲面測針確保光譜共焦傳感器的激光光路坐落于測針，以確保光譜共焦傳感器在測量時安裝精密度，隨后拆換平面圖歪頭，對光譜共焦傳感器開展校準(zhǔn)。用小二乘法對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行解決，獲得測量數(shù)據(jù)庫的離散系統(tǒng)誤差。結(jié)果顯示：高精密測長機(jī)校準(zhǔn)后的離散系統(tǒng)誤差為 0.030%，激光器于涉儀校準(zhǔn)時的分析線形誤差為0.038% 。利用小二乘法開展數(shù)據(jù)處理方法及離散系統(tǒng)誤差的計算，減少校準(zhǔn)時產(chǎn)生的平行度誤差及光譜共焦傳感器的系統(tǒng)誤差，提高對光譜共焦傳感器的校準(zhǔn)精密度。光譜共聚焦