[實用新型]一種光纖光譜共聚焦位移傳感器

有效

• 申請號: 201820880713.5
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN208223404U
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 韓軍;吳飛斌
• 申請（專利權）人: 泉州索雷光電科技有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型提供了一種光纖光譜共聚焦位移傳感器，本系統裝置包括光源、色散物鏡、光譜儀、光纖，色散物鏡包括殼體及設置在殼體上的入光口、第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、固定孔位、限位槽；采用價格便宜的Y型光纖、通用光纖光譜儀，而對光譜共聚焦透鏡組進行改進優化，結構簡單，操作方便，具有較強的實用性；采用了可見光帶通濾波器，從而大大地減少了雜散光對光譜共聚焦傳感器的噪聲影響，檢測精度高、速度快；裝置結構、裝調方便，易于實現小型化。

技術領域

本實用新型涉及非接觸式光學精密位移檢測技術領域，特別是涉及一種光纖光譜共聚焦位移傳感器。

背景技術

隨著微電子、微機械、微光學等技術的發展，測量分辨率、范圍、工作距離等超精密測量指標在結構表面形貌高精度測量、凸臺高度絕對微位移測量等幾何量超精密測量領域有著更高的發展需求。光譜共聚焦位移檢測技術的原理源于經典的共焦顯微技術，它是在共焦顯微技術的基礎上加入了新的光學方法——彩色編碼技術，因此擴展了聚焦的深度，解決了共焦顯微技術中聚焦深度非常小的問題，使其可以應用在位移測量方面，并保留了共焦顯微技術中高信噪比和高分辨率的優點。

然而，在光譜共聚焦位移傳感器使用的過程中發現，受探測器噪聲和環境因素等影響，光譜信號中存在一定的隨機噪聲，影響檢測精度，尤其是外界的雜散光對探頭存在干擾，需要通過軟件的數據處理進行降噪，但是降噪如果不準確就會導致有用的光譜信號被消除，進一步影響檢測精度。因此，有必要通過改進散射物鏡的光學組件，對這些雜散光進行抑制，從而以提高檢測精度。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述在先技術的不足，提供了一種光纖光譜共聚焦位移傳感器的技術方案，采用價格便宜的Y型光纖、通用光纖光譜儀，而對光譜共聚焦透鏡組進行改進優化，結構簡單，操作方便，具有較強的實用性，也實現了傳感器的小型化，利用該裝置進行微細尺寸樣品的位移量檢測，具有速度快、精度高、適應性強等優點。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術解決方案如下：

一種光纖光譜共聚焦位移傳感器，其特點在于：本裝置包括光源、色散物鏡、光譜儀、光纖，色散物鏡包括殼體及設置在殼體上的入光口、第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、固定孔位、限位槽；

所述的第一透鏡和所述的第二透鏡分別是N-SK57和N-SSK2材料制成的，其組合構成消色差場鏡，把來自于所述的入光口的不同波長的光準直成平行光，并入射到所述的第三透鏡；所述的第三透鏡是非球面透鏡，材料是N-NK-7，作為色散聚焦鏡，把不同波長的光聚焦在光軸上的不同位置。

所述的光纖，是Y型光纖用于進行光信號傳輸，其材質類型是可見玻璃光纖或紫外石英光纖或深紫外石英光纖或抗紫外石英光纖或近紅外石英光纖；該Y型光纖雙頭一端的兩個接頭分別以光纖連接接口連接到所述的光源和所述的光譜儀上，該Y型光纖單頭一端的接頭以光纖連接接口連接到所述的色散物鏡殼體上的入光口；所述的光纖連接接口類型是SMA或SC或LC或FC/FC或ST。

所述的第一透鏡和所述的第二透鏡之間的距離為1.0~2.0mm。

所述的第一透鏡安裝時，其位置與所述的入光口在光軸方向上的距離為D/（2·NA）；其中D為所述的第一透鏡的直徑，NA為所述的光纖的數值孔徑大小。

所述的第三透鏡和所述的第二透鏡之間的距離為1.5~3.0mm。

所述的第四透鏡為帶通濾光片，其通光波長范圍為350~750nm。

所述的第四透鏡和所述的第三透鏡之間的距離為2.0~4.0mm。

所述的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡分別由所述的限位槽以所設計的距離安裝在所述的殼體上，并通過所述的固定孔位采用頂絲或螺絲將各限位槽緊固在所述的殼體上；所述的第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡各透鏡之間的距離和位置關系，可以根據采用不同尺寸的限位槽進行調整。