点共谱共聚焦位移传感器

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摆烂人生

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案例介绍

本项目旨在研发一款高精度点光谱共聚焦位移传感器。光谱共焦技术通过光学色散建立聚焦距离与波长之间的一一对应关系，可非接触测量表面轮廓、形貌及透明材料厚度。点光谱作为该技术的基础形态，单次采集获取单点位移数据，在精密单点测量、微小区域检测及多点组合测量等场景中仍不可替代。传统接触式测量易划伤工件，激光位移计则难以应对透明、高反光、强吸光等材质。本产品以亚微米级精度和全材质适应性，可广泛应用于半导体晶圆检测、3C电子精密组装、新能源电池极片厚度测量等场景。

产品核心功能
亚微米级单点位移测量：光斑直径最小可达12μm，轴向分辨率达0.006μm，线性精度±0.2μm，可精确捕捉微米级位移变化。
全材质适应：对被测物表面颜色、光洁度无特殊要求，金属/陶瓷/镜面/玻璃/薄膜/黑色橡胶等均可稳定测量。
透明与多层检测：可分别捕捉透明物体上下表面的反射峰值，直接计算绝对厚度，不受倾斜或翘曲影响。
高速采样与集成：采样频率最高33kHz，支持以太网、模拟量、RS232等多种通讯接口，便于产线集成。

我的职责与产出
光学设计：基于Zemax完成色散物镜建模与优化，设计多透镜组合结构以产生线性轴向色散，平衡色散范围、线性度与像质。参与光谱仪光路方案设计，优化准直-色散-聚焦链路。
算法开发：设计光谱峰值波长提取算法，完成标定曲线拟合与波长-位移映射。开发数据滤波与异常值剔除方案。
软件方案：制定上位机软件测量流程与接口交互逻辑。
关键产出：色散物镜实现量程±3mm、线性度优于0.2%、光斑RMS优于5μm；整机轴向分辨率达0.006μm、线性精度±0.2μm；算法与软件方案全部落地，为产品工程化提供从光路、算法到软件的全链路支撑。