[发明专利]用于3D测量应用的MEMS可调VCSEL驱动的扫频光源OCT

摘要

公开了光学探头系统，其能够对工程物体进行高速、高精度和高分辨率3D数字化。工程物体的3D维度数据通过一种使用扫频光源并具有改进的速度、空间分辨率及深度范围的光学相干断层成像系统进行测量。还公开一种坐标测量器(CMM)，其具备对工程物体实施高速、高分辨率及非接触测量的能力。传统CMM的触发式探头中的机械探针替换为具有可重新配置直径和长度的光探针。光探针中心到测量探头之间的距离调整为能快速适配待测量的物体的高度，以免除探头一维的运动并大大地提高效率。

主权项

1.一种用于测量物体的物理和几何数据的光学探头系统，包括：光源(1110)，其配置为在波长范围内产生光发射；测量探头(108)，其配置为传输从光源发射出的光中的一部分，作为测量物体(102)的光束，并采集来自物体(102)的光，所述测量探头具有光束聚焦控制机械构件(118)；参考光产生器(114)，其配置为接收来自光源(1110)的一部分发射光以产生参考光，所述参考光产生器具有有着可调节光学延迟的光路；以及光学干涉仪(1120)，其配置为接收所述测量探头收集的来自所述物体的光及所述参考光，并产生通过探测系统(1150)记录的干涉条纹信号；信号处理器(112)，其配置为处理所述干涉条纹信号，以获得来自所述物体的光和所述参考光之间的光学延迟差；第一控制回路，其配置为基于通过所述信号处理器(112)获取的所述光学延迟差来控制所述测量探头(108)中的光束聚焦条件，以使得光束通过所述光束聚焦控制机械构件(118)来聚焦在所述物体上；以及第二控制回路，其配置为基于通过所述信号处理器(112)获取的所述光学延迟差来控制所述参考光产生器(114)中的光学延迟的调整量，以使得所述干涉条纹信号在所述探测系统(1150)的最佳探测范围内。