Cảm biến confocal chromatic dùng màu để đọc khoảng cách bằng cách nào?
Khám phá mở rộng – Vật lý 11
Cảm biến confocal chromatic dùng một hệ quang làm các bước sóng hội tụ ở những vị trí khác nhau, rồi đọc bước sóng phản hồi phù hợp để suy khoảng cách. “Màu” ở đây liên quan thành phần phổ của ánh sáng đo, không phải màu sơn có sẵn trên vật.
Một đặc tính thường được sửa lại trở thành công cụ
Các bước sóng có thể đi qua thấu kính khác nhau về độ hội tụ. Trong thiết kế đang xét, sự khác nhau ấy được tổ chức có chủ đích: từng vùng phổ có vị trí hội tụ riêng theo trục đo.
Khi bề mặt ở một vị trí trong miền đo, một thành phần ánh sáng hội tụ đúng vào đó hơn những thành phần khác. Hệ thu confocal ưu tiên phần phản hồi phù hợp, và bộ phân tích phổ nhận thông tin về thành phần này.
Phổ trở thành một thước vị trí
Sau hiệu chuẩn, hệ nối tín hiệu bước sóng với vị trí hội tụ tương ứng. Không cần cơ cấu chạm vào bề mặt để kiểm tra vị trí ở mỗi lần đọc.
Hình dung cần theo dõi mặt một chi tiết nhỏ trong máy: thay vì chờ một xung ánh sáng rồi bấm thời gian hành trình, thiết bị dùng quan hệ giữa phổ và vị trí trong hệ quang của nó.
Vì sao cần cấu hình đúng?
Phạm vi hội tụ hữu ích có giới hạn. Ánh sáng phản hồi còn phụ thuộc bề mặt và cách đặt đầu dò. Với vật trong suốt có nhiều bề mặt, có thể có những phản hồi khác nhau cần được phân biệt và diễn giải.
Không nên hiểu phương pháp là cứ nhìn vật đỏ thì biết vật gần, nhìn vật xanh thì biết vật xa. Màu thông thường của vật và thành phần phổ mà thiết bị chọn để đo là hai thông tin khác nhau.
Hiểu lầm: mọi sai khác hội tụ theo màu đều là lỗi phải loại bỏ. Trong công cụ này, một sai khác được thiết kế và hiệu chuẩn có thể mang thông tin hữu ích.
Ghi nhớ: đặt mỗi bước sóng một vị trí hội tụ; đọc phản hồi được chọn; đổi bước sóng thành vị trí. Nguyên lý đơn giản hơn khi theo đúng đường thông tin.
Đọc thêm
- Kính hiển vi confocal loại bớt ánh sáng ngoài lớp cần nhìn bằng cách nào?
- LiDAR dựng bản đồ ba chiều bằng tia laser như thế nào?