行业知识 | 光谱共焦技术如何实现超高精度测量？
光谱共焦技术的前世今生
1955年，美国的Minsky首次提出了共焦显微术的概念，利用共焦原理搭建了第一台共焦显微镜，并于1957年申请了专利。
自20世纪90年代，随着计算机技术的飞速发展，对共焦显微术的研究已形成世界型的热潮，亦在此时得到了快速的发展。光谱共焦技术便是在共焦显微术基础上发展而来，其无需轴向扫描，只需要直接由波长对应轴向距离信息，从而大幅提高了测量速度。
基于光谱共焦技术的传感器是近年来出现的一种高精度、非接触式的新型传感器，精度理论上可达纳米量级。由于其高精度、高分辨率以及易于实现三维数字化成像的独特优势，在生物医学、材料科学、半导体制造、表面工程研究、精密测量等领域均得到了广泛的应用。
由于光谱共焦传感器对被测表面状况要求低，允许被测表面有更大的倾斜角，测量速度快，实时性高，迅速成为工业测量的热门传感器，广泛应用于精密定位、薄膜厚度测量、微观轮廓精密测量等领域。
什么是光谱共焦传感器？
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。
光谱共焦与普通激光位移技术的区别
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。
