1 东北林业大学计算机与控制工程学院，黑龙江 哈尔滨 150000
2 东北林业大学机电工程学院，黑龙江 哈尔滨 150000
光谱共焦显微技术结合了共焦显微镜的高空间分辨率和光谱分析的高波长分辨率，凭借精度高、适用性强、无损检测等特性，广泛应用于工业生产、生物医疗和半导体芯片等领域。首先介绍点光谱共焦系统的原理，指出点光谱共焦检测效率低的缺点。其次，针对光谱共焦显微技术的关键性能指标改善，阐述了在光源、色散物镜和光谱信号检测等方面所取得的主要成果，并对各类光源进行定性对比。随后展示光谱共焦显微技术的扫描方法，梳理了相关研究进展，并总结了相关方法的优点和缺点。最后，展望光谱共焦显微技术未来的发展趋势。
光谱共焦显微技术 精密测量 宽光谱光源 色散物镜 扫描成像 激光与光电子学进展
2024, 61(6): 0618024
华中科技大学光学与电子信息学院，湖北 武汉 430074
光谱共焦显微成像（CCM）技术基于色差共焦原理，利用不同波长的焦点位置不同实现深度测量，并使用共聚焦设置滤除离焦光以及杂散光从而提高信噪比。首先，介绍CCM的基本原理以及不同扫描方案。然后，对CCM的发展历程进行梳理，并阐述CCM的国内外研究进展。针对光学设计、信号产生模型、光谱数据处理、减小串扰等关键问题，对相关的研究方案进行了总结。凭借无损检测、高分辨率、高信噪比、层析成像等诸多优势，CCM技术在生物医学、工业检测等领域得到广泛应用。
三维成像 光谱共焦显微成像 共聚焦显微成像 超高分辨率 层析成像 激光与光电子学进展
2023, 60(12): 1200001
1 中国科学院微电子研究所 光电技术研发中心, 北京 100029
2 中国科学院大学, 北京 100049
测量技术正不断向着精密化、智能化、集成化的方向发展, 具有代表性的光谱共焦测量技术是在激光共焦显微技术的基础上发展而来, 利用色散原理和光谱仪解码分析实现高精度测量。光谱共焦测量技术可进行位移测量、三维重建、表面粗糙度检测和厚度检测, 具有无接触、高效率、在线测量等优点, 在精密测量中发挥着重要作用, 被广泛应用于微电子、工程材料、生物医学和航空航天等领域。近年来, 光谱共焦系统在光学系统结构、光学镜头设计、光源优化和数据处理算法等各个方面取得了重大进展。文章对光谱共焦测量技术进行综述, 论述了光谱共焦测量技术相较于其他测量方法的优势, 综述了光谱共焦技术的测量原理、发展历程与应用进展, 并对光谱共焦测量技术的发展趋势进行了展望。
光谱共焦显微术 激光共焦扫描显微术 微纳测量 精密测量 chromatic confocal microscopy laser scanning confocal microscopy micro-nano measurement precision measurement
中国工程物理研究院 机械制造工艺研究所， 四川 绵阳 621900
研制了高精度的光谱共焦位移测量系统并完成相关测试。基于色差理论和材料优化选择设计一种色差与波长成线性关系的色散物镜，有助于平衡系统在全测量范围的灵敏度。理论分析了系统参数对系统的影响规律，计算了针孔尺寸与系统的分辨率和信噪比的关系，给出了参数优化结果。利用设计的线性色散物镜和参数优化结果，构建了光谱共焦测量系统，完成了系统的校准、测试和应用研究。结果表明，系统的轴向测量范围达到1 mm，分辨力优于0.5 μm，全程测量误差小于2 μm，符合设计要求。
光谱共焦 光学设计 色差 精密测量 位移传感器 chromatic confocal microscopy lens design chromatic aberration precision metrology displacement sensor 强激光与粒子束
2014, 26(5): 051010
