行业知识|光谱共焦传感器如何实现超高精度测量

一、光谱共焦技术的前世今生

光谱共焦技术，可以追溯到20世纪70年代。那时，科学家们开始意识到传统成像技术在精度和分辨率上的局限。为了解决这些问题，他们提出了一种基于干涉原理的光谱共焦方法，这种方法能够通过分析光线的波长分布来实现更为精确的测量。这一理念的提出，为光谱共焦技术的发展奠定了基础。

进入80年代，光谱共焦技术开始逐步走向成熟。研究者们不断改进仪器设计，使得设备更加稳定可靠。例如，引入了特殊的分光元件和高灵敏度的探测器，这些元件能够准确分辨不同波长的光信号，并将其转化为可读的数字信息。此外，计算机技术的引入，也为数据处理提供了强大的支持。通过对数据的快速处理和分析，实现了实时、动态的测量结果输出。

90年代，随着纳米技术和微电子学的快速发展，对测量精度的要求进一步提高。这促使光谱共焦技术继续朝着更高的精度发展。研究者们开发了新的算法和模型，用于优化测量过程并减少误差。同时，为了应对复杂多变的实验环境，还增加了温度控制、机械振动抑制等功能，确保了测量结果的稳定性和可靠性。

行业知识|光谱共焦传感器如何实现超高精度测量

二、什么是光谱共焦位移传感器

光谱共焦传感器是一种通过光学色散原理建立距离与波长间的对应关系，利用光谱仪解码光谱信息，从而获得位置信息的装置。

如下图所示，白光LED光源发射出一束宽光谱的复色光，通过色散镜头发生光谱色散，其中只存在某一特定波长的单色光聚焦在被测物体表面，并同时反射回光学系统。经过光谱分析得到该单色光波长值，由波长-距离标定即可换算出被测物体的距离值，还可进一步通过计算位移数值获得平面度数据和厚度数据等。

由于采用了共焦技术，该方法具有良好的层析特性，分辨力提高，并且对被测物特性和杂散光不敏感，即使被测物体是强吸光材料，如黑色橡胶；或透明材料，如玻璃或者液体，都可以进行正常可靠的测量。

三、光谱共焦和激光位移传感器的对比

传统的激光三角位移法受材质、形状、发热等多种因素制约，测量精度有限，而光谱共焦可以完美地解决这些问题。

行业知识|光谱共焦传感器如何实现超高精度测量

关于立仪

深圳立仪科技有限公司成立于 2014 年，位于深圳市光明区，是一家以生产销售光谱共焦位移传感器及其配套设备为主的精密光学民营高科技企业。从 2014 年成立至今立仪一直以打造高规格的光谱共焦位移传感器并减少成本普及推广为志向，汇集光学、机械、软件人才昼夜奋战，数年磨一剑，开发出自主知识产权的精密光谱共聚焦位移传感器商业化产品系列。

审核编辑 黄宇