【技术实现步骤摘要】
本技术涉及光学传感器，尤其涉及一种基于多狭缝的光谱共焦测量系统。
技术介绍
1、目前光谱共焦位移传感器在精密检测领域越来越受到重视，相比于其它检测方法，光谱共焦位移传感器具有以下优势：1.它属于非接触式测量，检测时不会对被测物造成损伤；2.它将波长与高度进行编码，通过检测波长可以得到高度信息，因此可以用来检测物体的三维形貌信息；3.不需要轴向扫描即可得到轴向高度信息，检测速度快，稳定性好。
2、光谱共焦位移传感器主要包括三个模块：光源模块、色散模块和探测模块。光源发出的光进入色散模块后产生线性的轴向色散，将波长与轴向位置编码，当某一波长的光经被测物表面反射后，会以最大光强通过共焦小孔，其它波长的光大部分都会被衰减，在探测模块中通过分析波长完成解码，得到被测物的高度信息。
3、光谱共焦位移传感器包括点光谱共焦位移传感器、线光谱共焦位移传感器、面光谱共焦位移传感器。其中点光谱共焦位移传感器每次只能检测一个点，如果需要检测一定的区域，需要搭配二维移动平台进行扫描，会导致检测时间长，系统比较庞大等问题。线光谱共焦位移传感器与点光谱共焦位移传感器相比扫描速度只有较少提高，且横向分辨率较低。面光谱共焦位移传感器，在一个区域内，对多点进行检测并同时对信号进行处理，虽然在短时间内获取表面三维形貌信息，但是空间分辨率较低。
技术实现思路
1、为此，本技术实施例提供了一种基于多狭缝的光谱共焦测量系统，用于解决现有技术中传统线光谱共焦位移传感器横向分辨率较低、扫描速度相对较慢的问
2、为了解决上述问题，本技术实施例提供一种基于多狭缝的光谱共焦测量系统，该系统包括照明模块、色散模块和光谱探测模块，所述照明模块包括白光光源、照明透镜组，所述色散模块包括第一狭缝阵列、第一色散单元、偏振分束器、四分之一波片、第二色散单元、第三色散单元、第二狭缝阵列，所述光谱探测模块包括第一透镜组、色散棱镜、第二透镜组、面阵探测器；
3、所述照明透镜组呈竖直放置，所述白光光源位于照明透镜组的前焦面中心处；
4、所述第一狭缝阵列竖直放置于照明透镜组后焦面中心处，所述第一色散单元竖直放置于第一狭缝阵列的后方，所述偏振分束器的分界面倾斜放置并处于第一色散单元后方，所述偏振分束器远离第一色散单元的一侧设置有竖直放置的四分之一波片，所述四分之一波片远离偏振分束器的一侧设置有竖直放置的第二色散单元，所述第三色散单元水平放置于偏振分束器的正下方，所述第三色散单元的后焦面中心处设置有呈水平放置的第二狭缝阵列，所述第二狭缝阵列远离第三色散单元的一侧设置有呈水平放置的第一透镜组；
5、所述第一透镜组远离第二狭缝阵列的一侧设置有呈水平放置的色散棱镜，所述色散棱镜远离第一透镜组的一侧设置有呈水平放置的第二透镜组，第二透镜组远离色散棱镜的一侧设置有呈水平放置的面阵探测器。
6、优选地，所述白光光源、照明透镜组、第一狭缝阵列、第一透镜组、偏振分束器、四分之一波片、第二透镜组位于同一条直线上
7、优选地，所述偏振分束器、第三色散单元、第二狭缝阵列、第一透镜组、色散棱镜、第二透镜组、面阵探测器位于同一条直线上。
8、优选地，所述第一色散单元的前焦面与照明透镜组后焦面重合。
9、优选地，所述偏振分束器的分界面呈45°倾斜放置并处于第一色散单元后方。
10、优选地，所述照明透镜组包括会聚柱透镜组、一维柱镜阵列，所述会聚柱透镜组呈竖直放置，所述白光光源放置于会聚柱透镜组前焦面中心处，所述一维柱镜阵列竖直放置在会聚柱透镜组远离白光光源的一侧，所述第一狭缝阵列竖直放置在一维柱镜阵列的后焦面处。
11、优选地，所述一维柱镜阵列的每一条柱镜都与一条狭缝一一对应。
12、优选地，在光谱探测模块中，所述第一透镜组为准直透镜组，所述色散棱镜为双amici棱镜，所述第二透镜组为聚焦透镜组，所述面阵探测器为大面阵探测器。
13、从以上技术方案可以看出，本技术申请具有以下有益效果：
14、(1)本技术实施例中提供的一种基于多狭缝光谱共焦测量系统，利用三个相同的具有远心大视场的轴向色散单元进行t型排布组合，可以实现两倍轴向色散范围且轴向分辨率不变，并进一步可通过替换靠近待测物体处的色散模块实现不同的成像区域、测量横向、纵向(深度)分辨率，增加了检测的便捷性和测量场景的广泛性。
15、(2)本技术的宽视场光谱共焦测量系统利用多狭缝代替单狭缝，移动两狭缝间距的尺度，就可以得到多狭缝对应的成像区域，大幅度降低了扫描的移动距离，减少了扫描的时间，提高了扫描的效率。
16、(3)本技术对多狭缝的间距进行设计后通过将多幅亚采样图像进行融合，可以提高系统整体的一维横向分辨率和纵向分辨率。
17、(4)本技术的多狭缝光谱共焦测量系统的照明模块中利用了一维柱镜阵列，可以在极大地提高光能利用率的同时很好的适配多狭缝阵列。
18、(5)本技术提出的光谱共焦测量系统在光谱探测模块使用双amici棱镜来实现面色散，易于装调对准，在避免产生二级光谱的同时，保证了色散的线性度。
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1.一种基于多狭缝的光谱共焦测量系统，其特征在于，包括照明模块、色散模块和光谱探测模块，所述照明模块包括白光光源、照明透镜组，所述色散模块包括第一狭缝阵列、第一色散单元、偏振分束器、四分之一波片、第二色散单元、第三色散单元、第二狭缝阵列，所述光谱探测模块包括第一透镜组、色散棱镜、第二透镜组、面阵探测器；
2.根据权利要求1所述的基于多狭缝的光谱共焦测量系统，其特征在于，所述白光光源、照明透镜组、第一狭缝阵列、第一透镜组、偏振分束器、四分之一波片、第二透镜组位于同一条直线上。
3.根据权利要求1所述的基于多狭缝的光谱共焦测量系统，其特征在于，所述偏振分束器、第三色散单元、第二狭缝阵列、第一透镜组、色散棱镜、第二透镜组、面阵探测器位于同一条直线上。
4.根据权利要求1所述的基于多狭缝的光谱共焦测量系统，其特征在于，所述第一色散单元的前焦面与照明透镜组后焦面重合。
5.根据权利要求1所述的基于多狭缝的光谱共焦测量系统，其特征在于，所述偏振分束器的分界面呈45°倾斜放置并处于第一色散单元后方。
6.根据权利要求1所述的基于多狭缝
7.根据权利要求6所述的基于多狭缝的光谱共焦测量系统，其特征在于，所述一维柱镜阵列的每一条柱镜都与一条狭缝一一对应。
8.根据权利要求1所述的基于多狭缝的光谱共焦测量系统，其特征在于，在光谱探测模块中，所述第一透镜组为准直透镜组，所述色散棱镜为双Amici棱镜，所述第二透镜组为聚焦透镜组，所述面阵探测器为大面阵探测器。
...【技术特征摘要】
1.一种基于多狭缝的光谱共焦测量系统，其特征在于，包括照明模块、色散模块和光谱探测模块，所述照明模块包括白光光源、照明透镜组，所述色散模块包括第一狭缝阵列、第一色散单元、偏振分束器、四分之一波片、第二色散单元、第三色散单元、第二狭缝阵列，所述光谱探测模块包括第一透镜组、色散棱镜、第二透镜组、面阵探测器；
2.根据权利要求1所述的基于多狭缝的光谱共焦测量系统，其特征在于，所述白光光源、照明透镜组、第一狭缝阵列、第一透镜组、偏振分束器、四分之一波片、第二透镜组位于同一条直线上。
3.根据权利要求1所述的基于多狭缝的光谱共焦测量系统，其特征在于，所述偏振分束器、第三色散单元、第二狭缝阵列、第一透镜组、色散棱镜、第二透镜组、面阵探测器位于同一条直线上。
4.根据权利要求1所述的基于多狭缝的光谱共焦测量系统，其特征在于，所述第一色散单元的前焦面与照明透镜组后焦面重...
【专利技术属性】
技术研发人员：周建康，殷古轩，朱嘉诚，赵知诚，沈为民，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：新型
国别省市：
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