[发明专利]一种同轴位移检测的光学方法

权利要求书

1.一种同轴位移检测的光学方法，其特征在于，该方法包括用两种不同荧光色的荧光材料在被测物体表面涂覆圆形的标记图案，在图案中两种荧光材料的填充比沿圆的径向渐变；激发光自探头出射形成与探头同轴的锥形光束，光束的直径随离探头的同轴距离增加而增大；标记图案上被激发光覆盖的圆形区间内的两种荧光材料被激发出荧光，荧光中包含分别源于两种荧光材料的两个波段，两个波段的光强的比例随标记图案到探头的同轴距离而改变；从而，通过标记图案的荧光特征数值就可以得知被测物体表面相对探头的同轴位移；具体步骤如下：

步骤一、选取两种不同荧光色的荧光材料，并根据它们的发光特性，选用合适的激发光波长，通过控制两种荧光材料的荧光波长的差距，以调节位移检测的灵敏度；

步骤二、用所述荧光材料在待测位置变化的被测物体表面涂覆，形成圆形的标记图案，圆形的标记图案与探头同轴，两种荧光材料的填充比沿圆的径向渐变；

步骤三、激发光光源发出的光经过所述探头被整形成为锥形光束，光束与探头同轴、投射到标记图案上，激发出被投射区间内荧光材料的荧光；

步骤四、测量和记录被测物体到所述探头的轴向距离变化时的荧光光谱，并根据各荧光光谱计算荧光特征，标定出荧光特征与轴向距离的关系函数；其中，所述荧光特征包括荧光的颜色参数、荧光强度比、荧光谱重心波长和荧光强度；

步骤五、将涂覆了所述标记图案的被测物体置于所述探头的轴向未知距离处，用步骤三所用的激发光锥形光束激发出所述标记图案上被投射区间的荧光，测算它的荧光特征，代入由步骤四所得到的关系函数，得到待测同轴位移。