3D轮廓测量仪滤光片简介
3D轮廓测量仪，也叫三维轮廓测量仪，是一种用于获取物体三维轮廓信息的精密测量设备，其工作原理一般为光学三角法、激光干涉法、结构光法。
（图源网络，侵删）
工作原理：
光学三角法：通常被称为 “光学三角测量仪” 或 “三角激光位移传感器”，通过光源照射物体，物体表面的反射光被探测器接收。根据光源、物体和探测器之间的几何关系，以及反射光的角度和强度等信息，计算出物体表面各点的高度信息，从而构建出物体的三维轮廓。例如，在工业检测中，对小型零部件的轮廓测量常采用此原理，能快速准确地获取零部件的三维形状。
激光干涉法：一般叫干涉轮廓仪，利用激光的相干性，将一束激光分成参考光和测量光。参考光直接照射到探测器，测量光照射到物体表面后反射回来与参考光发生干涉。根据干涉条纹的变化，可以精确测量出物体表面的微小位移或变形，进而得到物体的三维轮廓。这种方法在高精度测量领域应用广泛，如对光学元件表面形貌的测量 。
（干涉轮廓仪原理，图源网络侵删）
结构光法，一般被称为 “结构光3D扫描仪” 或 “结构光轮廓测量仪”将特定模式的结构光（如条纹、网格等）投射到物体表面，由于物体表面的高度和形状不同，会使结构光发生变形。通过拍摄变形后的结构光图像，并对图像进行分析和处理，解算出物体表面的三维轮廓信息。常用于消费电子产品的外观检测、人体三维建模等领域 。
（结构光3D扫描仪原理，图源网络侵删）
3D 轮廓测量仪滤光片简介
窄带滤光片（激光干涉法）：
特点：具有较窄的带宽，通常只允许特定波长范围内的光通过，而对其他波长的光有很强的抑制作用。
作用：在3D轮廓测量中，可用于选择特定波长的光，以增强对特定目标或特征的检测。例如，在使用激光作为光源的测量仪中，选择与激光波长匹配的窄带滤光片，可以有效滤除环境光和其他杂散光的干扰，提高测量的信噪比和精度。例如，如果3D轮廓测量仪使用的是波长为 635nm的激光光源，且测量环境中有较强的环境光干扰，可能会选择中心波长为635nm、带宽较窄、截止深度大、透过率高、尺寸合适且具有良好温度稳定性的滤光片。
（激埃特BP635窄带滤光片）
带通滤光片（光学三角法）：
特点：允许一定波长范围内的光通过，类似于窄带滤光片，但带宽相对较宽。
作用：适用于需要同时检测多个特定波长或波长范围的场景。比如，在某些 3D 轮廓测量仪中，可能需要同时对不同材料或结构的表面进行测量，而不同的材料在不同的波长范围内有独特的光学响应。通过使用带通滤光片，可以选择包含这些感兴趣波长范围的光，从而实现对多种目标的同时测量或区分。
干涉滤光片（激光干涉法）：
特点：基于光的干涉原理设计，能够对特定波长的光进行精确选择和过滤，具有很高的波长选择性和透过率。
作用：在 3D 轮廓测量仪中，可用于获取高精度的光学测量结果。例如，在基于白光干涉技术的 3D 轮廓测量仪中，干涉滤光片可以帮助选择合适的干涉波长，使得测量系统能够准确地获取被测物体表面的干涉条纹信息，进而通过分析干涉条纹来重建物体的 3D 轮廓，实现纳米级甚至更高精度的测量。
特点：可以选择性地透过特定方向偏振的光，而阻挡其他方向偏振的光。
作用：在 3D 轮廓测量中，有助于减少反射光和散射光的影响，提高测量的准确性和稳定性。例如，当测量具有反光或散射特性的物体表面时，通过使用偏振滤光片，可以调整入射光和接收光的偏振方向，使得反射或散射的杂散光被有效抑制，从而突出物体表面的真实轮廓信息。同时，偏振滤光片还可以用于消除或减少由于物体表面的双折射现象引起的测量误差。
3D 轮廓测量仪滤光片几个关键因素
测量光源的波长：首先要明确测量仪所使用的光源的波长。滤光片的中心波长应与光源波长相匹配，以确保最大程度地通过有用光。
带宽要求：根据测量的精度和分辨率需求，选择合适带宽的滤光片。较窄的带宽可以提供更高的光学分辨率，但可能会减少光通量；较宽的带宽则能增加光通量，但可能会降低分辨率。
截止深度：这决定了滤光片对截止波长以外的光的阻挡能力。对于有强烈杂散光干扰的环境，需要选择截止深度大的滤光片，以有效阻挡干扰光。
透过率：高透过率的滤光片能保证足够的光到达探测器，从而提高测量仪的灵敏度和测量效果。
环境光条件：如果测量环境中存在大量与测量光源波长相近的杂散光，需要选择具有良好抗干扰能力的滤光片。
温度稳定性：确保滤光片在工作温度范围内性能稳定，不会因为温度变化而影响其光学特性。
尺寸和安装方式：要与 3D 轮廓测量仪的光学系统相匹配，便于安装和固定。
成本：在满足测量需求的前提下，考虑滤光片的成本，以实现性价比的优化。
应用领域
工业制造：在汽车制造中，可用于检测汽车零部件的尺寸精度和表面质量，如发动机缸体、活塞、曲轴等关键零部件的轮廓测量，确保产品的质量和性能；在电子制造领域，能对印刷电路板（PCB）、芯片、连接器等微小部件进行高精度的三维轮廓测量，保障电子产品的质量和可靠性。
材料科学研究：用于分析材料的表面形貌和结构，如对金属材料的腐蚀表面、陶瓷材料的微观结构、高分子材料的表面纹理等进行研究，为材料的性能评估和改进提供依据。
生物医学领域：在口腔医学中，可用于牙齿模型的三维重建，为牙齿矫正、修复等治疗方案的制定提供精确的数据支持；在人体组织和器官的研究中，能够对细胞、组织切片等进行三维轮廓测量，有助于医学研究和疾病诊断 。
文化遗产保护：对文物的三维轮廓进行测量和建模，如古代雕塑、陶瓷器、书画等，既可以为文物的修复和保护提供数据参考，又能方便文物的数字化展示和保存，让人们更好地欣赏和了解文化遗产的魅力 。