紧凑长轴向色散光谱共焦镜头

为提高和扩大光谱共焦位移传感器的测量精度和测量范围，并解决像方测量大数值孔径和物方光纤小数值孔径匹配下镜头过长的问题，设计一种紧凑型长轴向色散光谱共焦镜头。色散镜头用5个球面镜片，在工作波长450～700 nm内轴向色散范围达3.5 mm，波长和焦移线性拟合相关系数为0.97，像方数值孔径为0.48，光学长度为135 mm。在相同的镜头参数下，该色散镜头的轴向长度相比普通色散镜头减少了约35%。最后利用设计的色散镜头搭建光谱共焦位移测量系统，并进行性能评估实验。实验结果表明，该系统的最大测量标准差为0.05μm，最大平均绝对误差为0.04μm，实际轴向分辨率优于0.5μm，对被测物的最大测量角约为28.5°。