光谱共焦显微成像技术与应用

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。

大量程光谱共焦位移传感器设计及性能评估

现有的光谱共焦色散物镜存在测量量程小的问题,在工业检测中的应用受到较大的限制。针对这一问题,采用四片球面透镜设计了一种大量程的色散物镜,在500~700 nm波段内,测量量程达到9.962 mm。在大色差的情况下对球差进行了优化,并利用设计的色散物镜搭建了光谱共焦位移测量系统,开展了性能评估实验。实验结果表明,系统实现了10 mm的测量范围,测量标准差为0.5μm,平均绝对误差为0.6μm。另外,对不同材料的样品进行了测量,结果表明,系统对不同材料样品具有一定的适应性。该设计实现了较大的测量范围,可以满足各类复杂对象的工业检测需求。