光谱共焦厚度检测系统研究

发布时间：2021-08-29 20:09

　　随着高端精密制造业快速发展,各类透明板材广泛应用于工业、科研、建筑及航空航天等领域,市场对各类透明板材需求不断增大的同时,对其产品质量的要求也在不断提高。厚度作为评价各类透明板材产品质量的重要因素,备受生产企业的重视,透明板材的厚度检测技术也一直是研究热点。目前,已有的非接触式厚度检测系统一般具有速度快、精度高等特点,克服了接触式检测的诸多缺点,但是与此同时,目前已有的检测技术也存在着一些难以克服的固有局限性,诸如对测量角度的要求,对被测元件表面平整度和清洁度的要求,以及对测量距离的要求等等,此类局限性限制了这些检测手段的工业普及。而本文所研究的光谱共焦厚度检测技术是一种较为新颖的前沿技术,它利用光谱共焦原理,通过光学色散建立聚焦距离和波长间的对应关系,再通过光谱探测器件进行光谱解码从而获得位置信息。该技术克服了已有检测系统的诸多局限性,其检测精度能达到微米量级。而且光谱共焦技术采用复色光源,具有多表面层析的特点,除了可以准确测量石英玻璃等材质的厚度,还可测量塑料平板、金属薄膜、各类光学元件等的厚度。此外,由于本系统采用同轴光学结构,使光学结构尽可能的简单化,小型化和集成化,同时也有效... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１光谱共焦光路结构??其工作原理为：宽光谱光源Ｓ发出连续均勻的可见光光波经过会聚透镜尤后??

上不同的位置，最后利用线性ＣＣＤ上４和；１２光波的位置信息进行解码，就可以获??得被测物体上下表面对应的距离值。??但图２．１所示的光路结构较为复杂，且占用空间较大，系统装配过程繁琐，??不利于本厚度检测系统的小型化和集成化，难以实现工业化检测。为此，利用光??纤以及其他光电器件可以将光路结构进一步简化成图２．?２所示的结构［２５］。??光源?光谱分析??系统?系统???１?光纤?￣￣－ｒ－￣??￥／???ｉ???耦合器?“??召?１?１??色散选频／?Ｖ???光学系统＾?４?Ｕ??输出信号???？???图２．?２光谱共焦系统结构??图２．２所示简化后的厚度检测系统工作原理与图２．?１中所示结构基本一致，??宽光谱光源发出光强连续均勻分布的白光耦合进入Ｙ型耦合光纤，在Ｙ型耦合光??纤的公共端出射，此时光源可以近似看成点光源，再经由色散透镜组后会产生光??８??

码被测物体表面对应的距离值的目的。由于采用了共焦技术，每一个特定波长都??对应这一个特定的轴向位置。??根据共焦光谱的原理，光谱共焦厚度检测系统整体流程如下图２．３所示，??主要分为四个阶段［２６］：??（１）

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]光谱共焦位移传感器设计技术研究[D]. 武芃樾.中国工程物理研究院 2012
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本文编号：3371302