CN116295029A - 倾斜耦合式光纤光谱共焦位移测量方法及装置 - Google Patents
倾斜耦合式光纤光谱共焦位移测量方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116295029A CN116295029A CN202310124582.3A CN202310124582A CN116295029A CN 116295029 A CN116295029 A CN 116295029A CN 202310124582 A CN202310124582 A CN 202310124582A CN 116295029 A CN116295029 A CN 116295029A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical fiber
- light source
- confocal
- light
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 109
- 230000008878 coupling Effects 0.000 title claims abstract description 56
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title claims description 10
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 40
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 16
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 28
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 15
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 8
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 7
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims description 2
- 210000003128 head Anatomy 0.000 abstract description 20
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 abstract description 11
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 7
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000010354 integration Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010226 confocal imaging Methods 0.000 abstract 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 abstract 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 238000012876 topography Methods 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种倾斜耦合式光纤光谱共焦位移测量方法及装置，其利用光线在多模光纤中的传播特性及共焦成像原理建立光谱共焦光场分布函数，并在较小的光耦合损失条件下，通过对光源与光纤的倾斜耦合角进行优化，使光纤共焦测头的轴向光强响应特性曲线半极值宽得以减小；通过本发明的光源调整装置可对光源模块与光纤之间的倾斜耦合状态进行精密调整，为光纤共焦测头提供空心光束照明，进而提高光纤光谱共焦系统的轴向分辨力，并有效抑制了相邻波长光对峰值波长光的强度干扰；本发明不需在共焦测头中加入光瞳掩膜器件，也不需改变光纤共焦测头原有光学结构，具有成本低，易集成的特点，有利于光纤光谱共焦传感器的小型化。
Description
技术领域
本发明属于光学精密测量技术领域，具体涉及一种倾斜耦合式光纤光谱共焦位移测量方法及装置。
背景技术
光谱共焦位移测量技术具有大量程和高精度的优点，可实现表面形貌测量、位置测量和缺陷检测等功能，被广泛应用在芯片制造、微光学和微机械零部件加工以及航空发动机叶尖间隙等方面的测量。其中，光纤式光谱共焦位移测量方法是当前的重要研究方向之一，利用光纤可制作小型化传感测头，测量方式灵活，易于加工检测装备的集成。但该方法需要采用多模光纤完成信号光的传输，致使系统中照明与探测针孔的尺寸较大，限制了轴向分辨能力的提高。
在共焦测量技术中，掩膜修正光瞳函数和调控照明光束结构是实现轴向超分辨力的两种常用方法。第一种方法是通过光瞳滤波器调控物镜光瞳面光场分布，改造系统点扩散函数，压缩轴向响应曲线的主瓣宽度。文献《超分辨显微成像环形光瞳的结构设计》(激光杂志，2016)提出将径向偏振光束与环形滤波技术相结合实现三维超分辨，基于径向偏振光束的聚焦模型，利用遗传算法对光瞳环形半径及相位调制因子进行优化设计，设计的7环光瞳滤波器可使横向和轴向分辨率分别提升9％和10.76％。文献《Super-resolution with acomplex-amplitude pupil mask encoded in the first diffraction order ofaphasegrating》(Optics and Lasers in Engineering，2020)利用空间光调制器控制光瞳面的复振幅分布，可生成复杂掩膜图样，调制方式更为灵活。第二种方法是通过调控照明光束结构，优化空心光束内外环半径比例，减弱离焦位置中心区域的照明强度，降低共焦信号中离焦位置处的强度响应，提高共焦系统对焦点位置的分辨能力，文献《Improved chromaticconfocal displacement-sensor based on a spatial-bandpass-filter and X-shapedfiber-coupler》(Optics Express，2019)提出一种基于空间带通滤波器的光谱共焦位移测量系统，通过中心遮光方式产生空心光束，不仅可以减小球差的负面影响，同时能够削弱相邻波长对峰值波长的强度干扰，提高轴向分辨能力。
上述方法均需采用光瞳掩膜器件对波前进行调制，而由于光纤测头体积小，所需光瞳掩膜的结构尺寸也必须非常小，这增加了掩膜器件的加工制作难度和成本；此外，为了使系统达到理想的超分辨效果，甚至需要加入准直光路实现对色散物镜照明，增加了传感测头的体积和复杂性，不利于光纤共焦测头的小型化。
发明内容
本发明提供一种倾斜耦合式光纤光谱共焦位移测量方法及装置，旨在通过调整光纤耦合状态，改变光纤共焦测头的照明形式，在不改变共焦测头光学结构的情况下，提高光纤光谱共焦系统的轴向分辨力，使测头更易集成和小型化。
本发明为达到上述发明目的，采取如下技术方案：
本发明倾斜耦合式光纤光谱共焦位移测量方法及装置：包括光源模块、光纤耦合器、光纤共焦测头和光谱仪；所述光源模块发出的会聚光与所述光纤耦合器的第一端口之间采用一定的倾斜耦合角θ实现倾斜耦合；所述光纤耦合器的第三端口与所述光纤共焦测头连接，并在所述光纤耦合器的第三端口处形成空心光束，所述第三端口同时作为所述光纤共焦测头的照明针孔和返回光的探测针孔；返回的测量光经由所述光纤耦合器的第二端口被所述光谱仪接收，所述的光谱仪，用于检测信号光谱光强的峰值波长，并可由波长与聚焦距离之间的关系获得被测面的高度信息。
进一步地，所述的倾斜耦合角θ，是所述光源模块的光轴与所述光纤耦合器的第一端口的光纤光轴夹角，所述倾斜耦合角θ的确定方法包括以下步骤：
S1：在给定光源光场分布Eθ(r1)的情况下，计算耦合光在所述光纤耦合器第三端口处各模场的光场分布En,θ(r2)，所述r1为所述光纤耦合器第一端口处三维坐标矢量，所述r2为所述光纤耦合器第三端口处的三维坐标矢量；
S2：所述光纤共焦测头的轴向光强响应特性函数表示为：
其中，r3为探测针孔的三维坐标矢量，
表示三维卷积；N为光纤总模场数，n＝1,2，…,N。In,θ(r3)为第n个模场对应的共焦测量光强度，h1和h2分别为所述光纤共焦测头的照明臂和探测臂的振幅点扩散函数，D(r3)为探测区域，O(r3)为被测物面的反射系数，根据公式(1)，计算得到所述光源模块发出光在倾斜耦合角为θ时的共焦轴向光强响应特性曲线及曲线半极值宽(FWHM)；
S3：计算当倾斜耦合角为θ时的光源模块与多模光纤的光耦合效率η，η为光纤中各模场的归一化耦合效率ηn之和，光耦合效率函数表示为：
其中，en为阶跃折射率光纤第n个模场的光场分布，Cn为各模场耦合系数，N为光纤总模场数，根据公式(2)，计算倾斜耦合角θ下的光耦合效率η；
S4：确定倾斜耦合角θ的值的原则是，在较小的光损失条件下得到高轴向分辨力，结合共焦轴向光强响应特性曲线半极值宽和光耦合效率随θ的变化趋势，从而确定倾斜耦合角的最优值θth为所述光源模块与所述光纤耦合器的第一端口的倾斜耦合角。
进一步地，所述的光源模块包括光源调整架、透镜支架、精密旋转台和一维调整台；所述光源调整架一端紧靠透镜支架的端面，LED光源安装在所述光源调整架内并可在z向微动调整，所述的光源调整架可相对于所述透镜支架作x、y向微动调整；棒透镜和透镜组成的耦合透镜固定安装在所述透镜支架内；所述光源调整架和所述透镜支架安装在所述精密旋转台上并可随旋转台转动，所述旋转台安装在所述一维调整台上并可随所述一维调整台进行y向微动；
所述光源模块与所述光纤耦合器的第一端口的倾斜耦合调整方法为：首先，通过所述光源调整架和所述LED光源微动调整，将所述光源模块与所述光纤耦合器第一端口两者光轴调整至重合，以此时所述光源模块位置为起始位置；然后，通过所述精密旋转台先将所述光源模块旋转到所述的θth角度，而后微调所述一维调整台和所述LED光源的z向位置，使所述光源模块与所述光纤耦合器的第一端口的光束聚焦位置对准，并直至所述光纤耦合器的第三端口输出的光功率达到最大值。
进一步地，所述的光纤耦合器，具有2入1出的3个端口，多模光纤芯径为50μm-100μm。
进一步地，所述的光纤共焦测头，包含1个或2个径向变折射率棒透镜构成的色散物镜，作用是将所述的光源模块发出的光进行色散并照射到被测物表面，并同时收集所述被测物表面的反射光。
本发明具有以下显著特点和有益效果：
1.本发明通过调整光源模块与光纤之间的倾斜耦合状态，以实现空心光束照明，可压缩各波长共焦轴向特性曲线的半极值全宽，从而提高光谱共焦系统的轴向分辨力，有助于抑制相邻波长对峰值波长检测时的强度干扰。
2.本发明无需在测头中增加额外的光学元件，即可实现空心光束照明，且不会改变色散物镜的色散范围和数值孔径等基本参数，具有结构简单、成本低和易集成的特点，有利于光纤共焦测头的小型化。
附图说明
附图1为本发明倾斜耦合式光纤光谱共焦位移测量方法及装置的实施例的结构示意图。
附图2为本发明的光源模块的调整机构示意图。
附图3为本发明的共焦轴向光强响应特性曲线的FWHM随θ值变化曲线图。附图4为本发明的光源模块与多模光纤光耦合效率η随θ值的变化曲线图。
附图5为本发明θ＝0°时，不同波长光对应的归一化共焦轴向光强响应特性对比图。
附图6为本发明θ＝5°时，不同波长光对应的归一化共焦轴向光强响应特性对比图。
图中，10、光源模块；20、光纤耦合器；30、光纤共焦测头；40、被测物表面；50、光谱仪；201、光纤耦合器第一端口；202、光纤耦合器第二端口；203、光纤耦合器第三端口；204、光纤接口；205、光纤接口；301、色散物镜；101、LED光源；102、光源调整架；103、透镜支架；104、棒透镜；105、透镜；106、精密旋转台；107、一维调整台。
具体实施方式
以下是本发明具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作详细描述，但本发明并不限于这些实施例。
如图1所示，本发明实施例的系统装置包括：光源模块(10)，光纤耦合器(20)，光纤共焦测头(30)和光谱仪(50)组成。光源模块(10)发出的会聚光与光纤耦合器的第一端口(201)之间采用一定倾斜角θ进行倾斜耦合；光纤耦合器的第三端口(203)与光纤共焦测头连接，光纤耦合器第三端口(203)同时作为光纤共焦测头的照明针孔和返回光的探测针孔；测量光经由光纤耦合器的第二端口(202)被光谱仪(50)接收，最后经过处理获得被测面的高度信息。
如图2所示，光源(101)采用波长范围400nm～700nm的白光LED，与径向变折射率棒透镜(104)和球面镜(105)组成光源模块(10)，光束经光源模块(10)调整后会聚在光纤耦合器第一端口(201)上，通过LED光源(101)z向微动、光源调整架(102)、精密旋转台(106)和一维调整台(107)，调整光源模块(10)与光纤端口(201)间的光轴夹角θ。对于光纤耦合器(20)，所用光纤为数值孔径0.22、纤芯直径50μm的多模光纤。光源模块与多模光纤间的倾斜耦合，可以激发光纤内部的斜光束，使入射光在光纤中沿空间螺旋折线轨迹传播，在光纤第三端口(203)处输出空心光束。各波长空心光束被色散物镜(301)色散并会聚于不同的轴向位置处，经被物测表面(40)反射，部分波长光经色散物镜(301)和光纤耦合器第二端口(202)进入光谱仪(50)中。
所述倾斜耦合角θ值由以下2个系统性能参数共同确定：参数1是中心波长λc对应归一化共焦轴向光强响应特性曲线的FWHM，该值越小，系统的轴向分辨力越高。参数2是光源模块与多模光纤的光耦合效率η，即光源耦合器第三端口输出光功率与光纤耦合器第一端口处入射光功率的比值，η越大，系统接收的光信号越强。
因此，所述的光源模块(10)与光纤耦合器第一端口(201)的倾斜耦合角θ，由下述设计方法确定：
S1.在给定光源光场分布下，计算耦合光在光纤耦合器第三端口(203)光场分布En,θ(r2)。
本实施例中，光谱中心波长λc取550nm，在耦合透镜聚焦平面附近，光以高斯光束形式传播，Ei(ri)可表示为：
上式中，ω0为束腰半径，ω(zi)为zi平面上光强降为中心光强1/e2处的光束半径，n0为介质折射率，ε(zi)为随zi变化的相位系数，R(zi)为波前曲率半径。
光纤耦合器第一端口(201)处的光场分布可表示为Eθ(r1)：
Eθ(r1)＝Ei(ri)＝Ei[M(θ)r1]
其中，坐标旋转矩阵M(θ)，由于入射光场可表示为光纤各模场的线性叠加，且各模场之间相互正交，因此，耦合系数Cn可表示为：
其中，S为光纤纤芯区域，en为阶跃折射率光纤第n个模场的光场分布，是波导场方程的本征解，仅由光纤结构(如纤芯直径、纤芯与包层的介质折射率)决定，‘*’表示共轭。
本发明实施例依据弱导光纤假设对模场进行分析，采用线偏振模对各模的光场分布进行描述，en可表示为：
其中，
是(x1,y1)的极坐标形式，a为纤芯半径，(l,m,i)是第n个模场对应的常数组合，Jl为第一类l阶贝塞尔函数，Kl为变形第二类l阶贝塞尔函数。/>
为三角函数，当i＝1时，/>
当i＝-1时，/>
Ulm和Wlm是模场的横向传播常数。
因此，第n个模场在光纤第三端口的光场分布En,θ(r2)为：
En,θ(r2)＝Cnen(r1)exp(-iβnL)
其中，βn为阶跃折射率光纤第n个模场的纵向传播常数，是波导场方程的本征值，与模场分布en相对应，其取值由光纤结构决定，L为光纤长度。
S2.根据公式(1)，计算得到中心波长λc＝550.0nm的共焦轴向响应特性曲线，进而计算曲线半极值宽FWHM。FWHM随倾斜耦合角θ的变化关系如图3所示，可以看到，FWHM随θ值增大逐渐减小，下降速度先增后减，当θ值超过阈值5°，曲线变化趋于平缓，FWHM的变化量在1μm以内。
S3.根据公式(2)，计算光轴夹角θ对应的光耦合效率η。η随光轴夹角θ的变化关系如图4所示，可以看到，随着光轴夹角θ增大，η呈线性趋势下降。
S4.光轴夹角θ值的确定原则是在较小光损失条件下得到高轴向分辨力，结合FWHM、η随θ的变化趋势，选取θth＝5°作为系统光源模块(10)与光纤第一端口(201)间的光轴夹角。
通过对比不同波长的光的轴向光强响应特性，如图5和图6可见，当光源倾斜5°时，对于λ＝550.0nm和λ＝550.5nm的光，在光纤光谱共焦测头的焦面附近，轴向响应特性曲线的FWHM都明显减小，同时两波长的光在550nm波长光的焦点处光强差别变大。由此可见，本发明实施例中的优化结果达到了预期的目的。
进一步地，所述的光源模块(10)内部结构为：如图2所示，棒透镜(104)和球面镜(105)固定在透镜支架(103)内，光源调整架(102)可相对于透镜支架(103)作x、y向移动，LED光源(101)安装在光源调整架(102)内，LED光源(101)可在光源调整架(102)内进行z向微动；光源调整架支架(102)和透镜支架(103)安装在精密旋转台(106)上，可随旋转台转动；旋转台(106)安装在一维调整台(107)上，旋转台(106)可以随一维调整台(107)进行y向微动。光源模块(10)与光纤耦合器第一端口(201)的倾斜耦合调整方法为：首先，通过光源调整架(102)和光源(101)微动，将光源模块(10)与光纤耦合器第一端口(201)两者光轴调整至重合，以此时光源模块(10)位置为起始位置；然后，通过精密旋转台(106)先将光源模块(10)旋转θth角度，而后微调一维调整台(107)和LED光源(101)z向位置，使光源模块(10)与光纤耦合器第一端口(201)的光束聚焦位置对准，并直至光纤耦合器第三端口(203)输出的光功率达到最大值，此时本实施例的光纤光谱共焦测头(30)的轴向分辨力得以提高。
以上结合附图对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制本发明的范围。
本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，任何在本发明权利要求基础上的改动都是本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种倾斜耦合式光纤光谱共焦位移测量方法及装置，其特征在于：包括光源模块(10)、光纤耦合器(20)、光纤共焦测头(30)和光谱仪(50)；所述光源模块(10)发出的会聚光与所述光纤耦合器(30)的第一端口(201)之间采用一定的倾斜耦合角θ实现倾斜耦合；所述光纤耦合器(20)的第三端口(203)与所述光纤共焦测头(30)连接，在所述光纤耦合器(20)的第三端口(203)处形成空心光束，所述第三端口(203)同时作为所述光纤共焦测头(30)的照明针孔和返回光的探测针孔；返回的测量光经由所述光纤耦合器(20)的第二端口(202)被所述光谱仪(50)接收，所述的光谱仪，用于检测信号光谱光强的峰值波长，并可由波长与聚焦距离之间的关系获得被测面的高度信息。
2.根据权利要求1所述的倾斜耦合式光纤光谱共焦位移测量方法及装置，其特征在于：所述的倾斜耦合角θ，是所述光源模块(10)的光轴与所述光纤耦合器(20)的第一端口(201)的光纤光轴夹角，所述倾斜耦合角θ的确定方法包括以下步骤：
S1：在给定光源光场分布Eθ(r1)的情况下，计算耦合光在所述光纤耦合器(20)第三端口(203)处各模场的光场分布En,θ(r2)，所述r1为所述光纤耦合器(20)第一端口(201)处三维坐标矢量，所述r2为所述光纤耦合器(20)第三端口(203)处的三维坐标矢量；
S2：所述光纤共焦测头(30)的轴向光强响应特性函数表示为：
其中，r3为探测针孔的三维坐标矢量，
表示三维卷积；N为光纤总模场数，n＝1,2，…,N。In,θ(r3)为第n个模场对应的共焦测量光强度，h1和h2分别为所述光纤共焦测头(30)的照明臂和探测臂的振幅点扩散函数，D(r3)为探测区域，O(r3)为被测物面的反射系数，根据公式(1)，计算得到所述光源模块(10)发出光在倾斜耦合角为θ时的共焦轴向响应特性曲线及曲线半极值宽；
S3：计算当倾斜耦合角为θ时的光源模块(10)与多模光纤的光耦合效率η，η为光纤中各模场的归一化耦合效率ηn之和，光耦合效率函数表示为：
其中，en为阶跃折射率光纤第n个模场的光场分布，Cn为各模场耦合系数，N为光纤总模场数，根据公式(2)，计算倾斜耦合角θ下的光耦合效率η；
S4：确定倾斜耦合角θ的值的原则是，在较小的光损失条件下得到高轴向分辨力，结合共焦轴向光强响应特性曲线半极值宽和光耦合效率随θ的变化趋势，从而确定倾斜耦合角的最优值θth为所述光源模块(10)与所述光纤耦合器(30)的第一端口(201)的倾斜耦合角。
3.根据权利要求1所述的倾斜耦合式光纤光谱共焦位移测量方法及装置，其特征在于：所述的光源模块(10)包括光源调整架(102)、透镜支架(103)、精密旋转台(106)和一维调整台(107)；所述光源调整架(102)一端紧靠透镜支架(103)的端面，LED光源(101)安装在所述光源调整架(102)内并可在z向微动调整，所述的光源调整架(102)可相对于所述透镜支架(103)作x、y向微动调整；棒透镜(104)和透镜(105)组成的耦合透镜固定安装在所述透镜支架(103)内；所述光源调整架(102)和所述透镜支架(103)安装在所述精密旋转台(106)上并可随旋转台转动，所述精密旋转台(106)安装在所述一维调整台(107)上并可随所述一维调整台(107)进行y向微动；
所述光源模块(10)与所述光纤耦合器(30)的第一端口(201)的倾斜耦合调整方法为：首先，通过所述光源调整架(102)和所述LED光源(101)微动调整，将所述光源模块(10)与所述光纤耦合器(20)第一端口(201)两者光轴调整至重合，以此时所述光源模块(10)位置为起始位置；然后，通过所述精密旋转台(106)先将所述光源模块(10)旋转到所述的θth角度，而后微调所述一维调整台(107)和所述LED光源(101)的z向位置，使所述光源模块(10)与所述光纤耦合器(30)的第一端口(201)的光束聚焦位置对准，并直至所述光纤耦合器(20)的第三端口(203)输出的光功率达到最大值。
4.根据权利要求1所述的倾斜耦合式光纤光谱共焦位移测量方法及装置，其特征在于：所述的光纤耦合器(20)，具有2入1出的3个端口，多模光纤芯径为50μm-100μm。
5.根据权利要求1所述的倾斜耦合式光纤光谱共焦位移测量方法及装置，其特征在于：所述的光纤共焦测头(30)，包含1个或2个径向变折射率棒透镜构成的色散物镜，作用是将所述的光源模块(10)发出的光进行色散并照射到被测物表面(40)，并同时收集所述被测物表面(40)的反射光。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310124582.3A CN116295029B (zh) | 2023-02-16 | 倾斜耦合式光纤光谱共焦位移测量方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310124582.3A CN116295029B (zh) | 2023-02-16 | 倾斜耦合式光纤光谱共焦位移测量方法及装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116295029A true CN116295029A (zh) | 2023-06-23 |
| CN116295029B CN116295029B (zh) | 2024-11-05 |
Family
ID=
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003005086A1 (fr) * | 2001-07-06 | 2003-01-16 | Hangzhou Coer Photonic Information Technologies Ltd. | Dispositif a reseau a guides d'ondes en faisceau (awg) asymetrique |
| CN101826700A (zh) * | 2009-12-24 | 2010-09-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种2μm半导体激光器高耦合效率单模光纤准直器 |
| WO2012170275A1 (en) * | 2011-06-09 | 2012-12-13 | Eastman Kodak Company | Coupled multi-wavelength confocal systems for distance measurements |
| CN103134428A (zh) * | 2013-03-18 | 2013-06-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种分布式平面六自由度位姿快速精密测量装置与方法 |
| CN104020567A (zh) * | 2014-05-13 | 2014-09-03 | 西安电子科技大学 | 空心光束转换装置 |
| CN106646758A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-05-10 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种基于光纤端面二维扫描的单模光纤自适应耦合系统 |
| CN107515446A (zh) * | 2017-09-14 | 2017-12-26 | 浙江大学 | 基于光纤型光瞳滤波器扩展焦深的方法以及探针 |
| CN108332664A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-07-27 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于侧面激光耦合的光纤探针传感装置、传感方法及探针制备方法 |
| JP2019002723A (ja) * | 2017-06-13 | 2019-01-10 | 株式会社キーエンス | 共焦点変位計 |
| CN113218312A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-06 | 哈尔滨工业大学 | 光针式共光路干涉共焦位移测量装置与方法 |
| CN114636375A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-06-17 | 熵智科技(深圳)有限公司 | 线光谱共焦传感器 |
| CN115060363A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-09-16 | 凌云光技术股份有限公司 | 光谱共焦成像装置、系统及检测方法 |
| CN115143882A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-10-04 | 哈尔滨工业大学 | 三维点光谱共焦传感方法与系统 |
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003005086A1 (fr) * | 2001-07-06 | 2003-01-16 | Hangzhou Coer Photonic Information Technologies Ltd. | Dispositif a reseau a guides d'ondes en faisceau (awg) asymetrique |
| CN101826700A (zh) * | 2009-12-24 | 2010-09-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种2μm半导体激光器高耦合效率单模光纤准直器 |
| WO2012170275A1 (en) * | 2011-06-09 | 2012-12-13 | Eastman Kodak Company | Coupled multi-wavelength confocal systems for distance measurements |
| CN103134428A (zh) * | 2013-03-18 | 2013-06-05 | 哈尔滨工业大学 | 一种分布式平面六自由度位姿快速精密测量装置与方法 |
| CN104020567A (zh) * | 2014-05-13 | 2014-09-03 | 西安电子科技大学 | 空心光束转换装置 |
| CN106646758A (zh) * | 2017-03-13 | 2017-05-10 | 中国科学院光电技术研究所 | 一种基于光纤端面二维扫描的单模光纤自适应耦合系统 |
| JP2019002723A (ja) * | 2017-06-13 | 2019-01-10 | 株式会社キーエンス | 共焦点変位計 |
| CN107515446A (zh) * | 2017-09-14 | 2017-12-26 | 浙江大学 | 基于光纤型光瞳滤波器扩展焦深的方法以及探针 |
| CN108332664A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-07-27 | 哈尔滨工业大学 | 一种基于侧面激光耦合的光纤探针传感装置、传感方法及探针制备方法 |
| CN113218312A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-06 | 哈尔滨工业大学 | 光针式共光路干涉共焦位移测量装置与方法 |
| CN114636375A (zh) * | 2022-03-07 | 2022-06-17 | 熵智科技(深圳)有限公司 | 线光谱共焦传感器 |
| CN115143882A (zh) * | 2022-06-02 | 2022-10-04 | 哈尔滨工业大学 | 三维点光谱共焦传感方法与系统 |
| CN115060363A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-09-16 | 凌云光技术股份有限公司 | 光谱共焦成像装置、系统及检测方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5011254A (en) | Coupling of optical devices to optical fibers by means of microlenses | |
| US20150293306A1 (en) | Method and Arrangement for the Generation of a Laser Beam With Different Beam Profile Characteristics by Means of a Multi-Clad Fibre | |
| US20070229853A1 (en) | Nanometer contact detection method and apparatus for precision machining | |
| US9395550B2 (en) | Laser light source | |
| JP2004037840A (ja) | 分散補償器及び分散補償システム | |
| JP2006512616A (ja) | 光ファイバレンズ及び作成方法 | |
| JP4616119B2 (ja) | マルチビーム生成器、それを用いたマルチビーム光源および空間光伝送装置 | |
| CN104111590B (zh) | 基于复合涡旋双瓣聚焦光斑的激光直写装置 | |
| CN109556531A (zh) | 一种基于图像信息的点衍射干涉仪光路精确校准系统及方法 | |
| JPWO2019176502A1 (ja) | レーザ発振器、それを用いたレーザ加工装置及びレーザ発振方法 | |
| CN112711143A (zh) | 一种连续调焦的高能激光发射跟踪瞄准系统 | |
| CN113804651B (zh) | 一种基于多波长像散探头的透镜折射率测量装置及方法 | |
| CN116295029B (zh) | 倾斜耦合式光纤光谱共焦位移测量方法及装置 | |
| CN116295029A (zh) | 倾斜耦合式光纤光谱共焦位移测量方法及装置 | |
| CN112799160A (zh) | 基于光致热折变玻璃的啁啾率可调的啁啾体光栅的曝光装置及啁啾体光栅的制备方法 | |
| JPWO2005118207A1 (ja) | レーザ加工装置 | |
| CN217765235U (zh) | 一种近远场共光路结构和光学探测系统 | |
| WO2024065898A1 (zh) | 一种基于空间成像系统的高精度光斑测试系统及方法 | |
| CN111240029B (zh) | 一种贝塞尔光束产生装置及其产生方法 | |
| KR102357654B1 (ko) | 파장제어 빔 결합장치의 비축 포물경용 정렬 측정장치 | |
| CN115166953B (zh) | 使用轴锥镜的3d打印变倍装置及变倍方法 | |
| WO2023193316A1 (zh) | 一种基于菲涅尔透镜的内窥式光学相干层析探头 | |
| JP2006515074A (ja) | ビーム整形光学素子、設計方法および設計プログラム | |
| CN114236761B (zh) | 一种用于高精度表面形貌检测的准线性色散物镜 | |
| Yang et al. | Design and comparison of dispersion lens for spectral confocal displacement sensor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |