靶丸内表面轮廓是激光核聚变靶丸关键参数之一，需要进行精密检测。本文基于白光共焦光谱和精密气浮轴系，分析了靶丸内表面轮廓测量的基本原理，并建立了相应的白光共焦光谱测量方法。同时，作者还搭建了靶丸内表面轮廓测量实验装置，并利用靶丸光学图像的辅助调心方法，实现了靶丸内表面低阶轮廓的精密测量，获得了准确的靶丸内表面轮廓曲线。作者在实验中验证了测量结果的可靠性，并进行了不确定度分析，结果表明，白光共焦光谱能够实现靶丸内表面低阶轮廓的精密测量 。激光位移传感器可分为点、线两种形式。高采样速率光谱共焦原理
采用对比测试方法，首先对基于白光共焦光谱技术的靶丸外表面轮廓测量精度进行了考核，为了便于比较，将原子力显微镜轮廓仪的测量数据进行了偏移。结果得出，二者的低阶轮廓整体相似，局部的轮廓信息存在一定的偏差，原因在于二者在靶丸赤道附近的精确测量圆周轮廓结果不一致;此外，白光共焦光谱的信噪比较原子力低，这表明白光共焦光谱适用于靶丸表面低阶的轮廓误差的测量。从靶丸外表面轮廓原子力显微镜轮廓仪测量数据和白光共焦光谱轮廓仪测量数据的功率谱曲线中可以看出，在模数低于100的功率谱范围内，两种方法的测量结果一致性较好，当模数大于100时，白光共焦光谱的测量数据大于原子力显微镜的测量数据，这也反应了白光共焦光谱仪在高频段测量数据信噪比相对较差的特点。由于光谱传感器Z向分辨率比原子力低一个量级，同时，受环境振动、光谱仪采样率及样品表面散射光等因素的影响，共焦光谱检测数据高频随机噪声可达100nm左右 。高频光谱共焦的用途基于白光LED的光谱共焦位移传感器是一种新型的传感器。
主要是对光谱共焦传感器的校准后的误差进行分析。各自利用干涉仪与高精密测长机对光谱共焦传感器开展测量，用曲面测针确保光谱共焦传感器的激光光路坐落于测针，以确保光谱共焦传感器在测量时安装精密度，随后拆换平面图歪头，对光谱共焦传感器开展校准。用小二乘法对测量数据进行解决，获得测量数据库的离散系统误差。结果显示：高精密测长机校准后的离散系统误差为 0.030%，激光器于涉仪校准时的分析线形误差为0.038% 。利用小二乘法开展数据处理方法及离散系统误差的计算，减少校准时产生的平行度误差及光谱共焦传感器的系统误差，提高对光谱共焦传感器的校准精密度。
光谱共焦测量技术是共焦原理和编码技术的结合。白色光源和光谱仪可以完成一个相对高度范围的准确测量。光谱共焦位移传感器的准确测量原理如图1所示。在光纤和超色差镜片的帮助下，产生一系列连续而不重合的可见光聚焦点。当待测物体放置在检测范围内时，只有一种光波长能够聚焦在待测物表面并反射回来，产生波峰信号。其他波长将失去对焦 。使用干涉仪的校准信息可以计算待测物体的位置，并创建对应于光谱峰处波长偏移的编码。超色差镜片通过提高纵向色差，可以在径向分离出电子光学信号的不同光谱成分，因此是传感器的关键部件，其设计方案非常重要。光谱共焦技术的研究和应用将推动中国科技事业的发展；
在操作高精度光谱共焦传感器时，有一些重要的注意事项需要遵守。首先，需要确保设备处于稳定的环境中，避免外部振动或干扰对传感器的影响。其次，在使用过程中要注意保持设备的清洁和维护，避免灰尘或污垢影响传感器的准确性。另外，操作人员需要严格按照设备说明书中的操作步骤进行，避免误操作导致设备损坏或数据错误。定期对设备进行校准和检测，确保其性能和准确度符合要求。通过遵守这些注意事项 ，可以保证高精度光谱共焦传感器的正常运行和准确性。光谱共焦位移传感器的测量精度和稳定性受到光源、光谱仪和探测器等因素的影响。高采样速率光谱共焦原理
光谱共焦技术主要来自共焦显微术，早期由美国学者Minsky提出。高采样速率光谱共焦原理
采用对比测试方法，首先对基于白光共焦光谱技术的靶丸外表面轮廓测量精度进行了考核，图5(a)是靶丸外表面轮廓的原子力显微镜轮廓仪和白光共焦光谱轮廓仪的测量曲线。为了便于比较，将原子力显微镜轮廓仪的测量数据进行了偏移。从图中可以看出，二者的低阶轮廓整体相似，局部的轮廓信息存在一定的偏差 ，原因在于二者在靶丸赤道附近的精确测量圆周轮廓结果不一致;此外，白光共焦光谱的信噪比较原子力低，这表明白光共焦光谱适用于靶丸表面低阶的轮廓误差的测量。图5(b)是靶丸外表面轮廓原子力显微镜轮廓仪测量数据和白光共焦光谱轮廓仪测量数据的功率谱曲线，从图中可以看出，在模数低于100的功率谱范围内，两种方法的测量结果一致性较好，当模数大于100时，白光共焦光谱的测量数据大于原子力显微镜的测量数据，这也反应了白光共焦光谱仪在高频段测量数据信噪比相对较差的特点。由于光谱传感器Z向分辨率比原子力低一个量级，同时，受环境振动、光谱仪采样率及样品表面散射光等因素的影响，共焦光谱检测数据高频随机噪声可达100nm左右。高采样速率光谱共焦原理
