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基于CCD的微缝宽激光测量系统的改进

0引言传统的微缝宽度是通过直接投影等方法实现的,但由于该方法不能适应产品质量和生产效率的要求,已趋于淘汰。取而代之出现了一种精度更高,自动性更强的基于CCD的非接触式衍射法测量微缝宽度的理论,但在实际应用中由于测量距离的不确定性,激光经微缝衍射后产生的衍射图样微弱,信号的信噪比很低,衍射图形的锐度不大,光敏元响应不均匀及杂散光的干扰等因素,给精密测量带来很多困难,而且用单线阵CCD对条纹间距的正交对准有一定的困难,用面阵CCD又比较昂贵。基于上述问题,下面是对该系统装置的改进及精度分析。1系统改进原理1.1系统测量光学原理当激光束通过被测微缝后,形成单缝夫琅和费衍射,如图1所示。图1单缝衍射示意图Fig.1 Schematic diagram of single slot diffraction根据夫琅和费衍射公式,衍射图样上任意点P的复振幅为:E!(p)=c a0"2π0"exp[-ikr1tanθcos(1ψ-ψ)]r1dr...  (本文共4页) 阅读全文>>

《传感器技术》2003年11期
传感器技术

一种微缝宽度高准确度自动测量系统

0 前 言对小尺寸微缝参数的测量是常见的测量项目之一。传统的测量方法多是采用机械测量或投影CCD测量法。该测量方法误差较大且自动化程度低。采用正交线阵CCD测量系统,会很好地解决这些问题。1 光学原理当激光束通过被测微缝后,形成单缝夫琅和费衍射如图1。图1 单缝衍射示意图Fig1 Schematicdiagramofsingleslotdiffraction  根据夫琅和费衍射公式,衍射图样上任意点P的复振幅为 EP=c∫a0∫2π0exp[-ikr1tanθcos(Ψ1-Ψ)]r1dr1dΨ1.再根据零阶贝塞尔函数的积分表达式J0(z)=12π∫2π0exp(izcosΨ)dΨ.  P点的复振幅可写为 EP=c∫a02πJ0(-kr1tanθ)r1dr1=2πc(ktanθ)2∫katanθ0J0(kr1tanθ)(kr1tanθ)d(kr1tanθ).再利用贝塞尔函数的递推公式ddz[zJ1(z)]=zJ0(z),P点的复振...  (本文共3页) 阅读全文>>