[实用新型]一种光谱共焦测量系统在线标定装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学测量技术领域，具体涉及一种光谱共焦测量系统的在线标定。

背景技术

光谱共焦法是一种基于波长位移调制的非接触式微位移测量方法，具有测量精度高，速度快，对被测表面的纹理、倾斜等因素不敏感，对材料无特殊要求等优点，在微位移测量、物体表面三维形貌测量等方面具有重要的应用。

光谱共焦测量系统通常在出厂时会进行精密标定，然而由于在不同使用环境下，环境参数如温度、湿度的变化等，将使光谱共焦测量系统中色散物镜的结构发生变化，从而使色散物镜的色散关系发生变化，因此，在工作环境下进行光谱共焦测量系统的在线标定是实现光谱共焦测量系统高精度测量的重要保证。

本实用新型给出一种光谱共焦测量系统在线标定装置，通过旋转滤光片获得多个单色光，通过位移传感器获得不同单色光下被测物的位移大小，再通过最小二乘法进行波长和位移关系的线性拟合，获得当前环境下光谱共焦测量系统波长和位移的线性关系式，从而实现不同使用环境下光谱共焦测量系统的快速在线标定。

实用新型内容

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。

一种光谱共焦测量系统在线标定装置，其特征在于，该装置包括白光宽光谱光源(10)、可旋转的滤光片(20)、双分支光纤(30)、光纤出射光束(301)、色散物镜(40)、色散物镜出射光束(401)、待测物(50)、位移传感器(60)、光谱仪(70)和计算机(80)；其中，白光宽光谱光源(10)发出的宽光谱白光光束经滤光片(20)后进入双分支光纤(30)的第一分支端耦合入双分支光纤(30)，经双分支光纤(30)总端传输后得到光纤出射光束(301)，光纤出射光束(301)经色散物镜(40)后得到色散物镜出射光束(401)，色散物镜出射光束(401)被待测物(50)反射后经色散物镜(40)、双分支光纤(30)总端、双分支光纤(30)的第二分支端进入光谱仪(70)。

优选地，所述滤光片(20)包括第一单色滤光片(201)、第二单色滤光片(202)、第三单色滤光片(203)、第四单色滤光片(204)、第五单色滤光片(205)、第六单色滤光片(206)、第七单色滤光片(207)和带通滤光片(208)，第一单色滤光片(201)、第二单色滤光片(202)、第三单色滤光片(203)、第四单色滤光片(204)、第五单色滤光片(205)、第六单色滤光片(206)、第七单色滤光片(207)和带通滤光片(208)通过滤光片轮(209)固定，且可绕滤光片轮(209)的中心轴(200)进行360度旋转。

优选地，当白光宽光谱光源(10)发出的宽光谱白光光束经所述滤光片(20)的带通滤光片(208)后，得到波长范围为λ_min到λ_max的连续白光光谱，该光谱范围即为色散物镜(40)的工作波长范围。

优选地，当白光宽光谱光源(10)发出的宽光谱白光光束经所述滤光片(20)的第一单色滤光片(201)、第二单色滤光片(202)、第三单色滤光片(203)、第四单色滤光片(204)、第五单色滤光片(205)、第六单色滤光片(206)和第七单色滤光片(207)后，得到波长分别为λ₁、λ₂、λ₃、λ₄、λ₅、λ₆和λ₇的单色光，各波长满足如下关系

λ_min＜λ₁＜λ₂＜λ₃＜λ₄＜λ₅＜λ₆＜λ₇＜λ_max(1)