激光在千分尺中的应用
千分尺是用于进行精细测量的测量工具。最常见的千分尺具有带有校准螺钉的C形框架，可用于将主轴延伸或收缩到已知距离。待测物体放置在框架和主轴之间，主轴关闭，直到它被牢固地固定。
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手动千分尺易于使用，可提供约0.01 mm的测量精度。然而，对于许多应用来说，千分尺螺丝测量仪不够精确。相反，对于非常高精度的测量，可以使用激光千分尺。
激光测微计的工作原理是扫描发射器和接收器之间的激光束。激光束以恒定的速度扫描，光束中的任何物体都会在与其大小成比例的时间内产生阴影。通过计算接收器不接收光线的时间并知道扫描速度，可以计算出物体的大小。
激光扫描千分尺的优点是精度高，扫描速度快，操作相对容易。激光测微计可用于物体尺寸测量，并作为测量中的有用辅助工具，例如更精确地测量延迟级的位移。
光学激光测微计
光学千分尺有着悠久的历史，第一项发明归功于詹姆斯·瓦特（James Watt）在1770年。2虽然使用光源和反射组件以及探测器的原理没有太大变化，但使用明亮，高度准直的激光束意味着可以实现更高程度的测量精度。
现在可以实现< 1 μm 的精度，LED 光源和检测器的小型化也意味着光学千分尺现在甚至可以成为用于现场测量的手持设备。
准直激光束的能力使基于激光的光学千分尺具有显着的优势，因为这意味着当物体阻挡光束时，杂散光更少。太多的杂散反射或漫射光会导致不需要的背景信号，并降低物体阻挡光束或光线自由通过之间的对比度。对比度差意味着信噪比恶化，采集时间可能更长。
为激光千分尺不断开发新的光学方案。激光测微计最近的一项重大进展是在设计中加入了干涉仪，以帮助测量一维位移干涉测量中的两点圆柱形直径。
这种光学方案主要用于测量小直径光纤，而标准2D激光测微计测量很难实现，可实现低于100 nm的可重复测量。
激光测微表的应用
激光测微计的关键应用之一是用于非接触式测试。使用激光千分尺进行二维和更高扫描的能力意味着它们可用于重建多维物体。在不中断任何工业处理的情况下快速扫描物体的能力意味着可以实现动态反馈系统以实现高级过程控制。
激光测微计测量的高空间分辨率使其成为需要高精度的复杂制造任务的理想选择。随着对微机电系统（MEMS）和其他纳米制造技术的需求不断增加，激光千分尺对于制造机器的控制和诊断变得越来越重要。
虽然许多光刻技术现在在离子束尺寸方面具有出色的空间分辨率，但可以实现的制造精度和精度仍然取决于样品台的光栅化过程。许多扫描显微镜应用还依赖于样品架的高精度平移。
激光千分尺的进步
2D激光千分尺现在与更复杂的机器人集成，使先进的测量系统能够查看材料属性，如螺纹的高度和间距。对于公差范围小的应用，激光千分尺不断提高的精度以及测量具有更复杂形状的物体的能力非常有吸引力。传统上，这种测量必须使用显微镜技术（如光学显微镜）离线进行。
改进的光源和探测器功能对于继续开发激光测微计也很重要。对于制造业的“工业革命4.0”，在更大程度上推动自动化制造的地方，在线检测和分析变得至关重要。
对于使用激光千分尺进行真正的过程控制，扫描速度需要非常快。在需要更高准确度和精度的地方，对激光准直和光斑尺寸的要求也会增加，即使是很小的像差也会导致有问题的行为和不准确。然而，激光千分尺已经是一种广泛使用的工具，它们执行非接触式测量的能力意味着随着自动化新时代的继续，它们可能会保留下来。
文章来源：光学资讯
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