跟着数字数控机床和加工渠道的发生与开展，机械零件的加工办法也向着大批量、专注化方向开展。导致对机械零件的需求也逐步加大，零件的尺度和外表加工质量是否契合规范运用要求是影响机械零件正常作业的要害，因而，对机械零件的光学超精细检测成为首要研讨使命。机械零件外表的加工质量和尺度巨细尽管对零件的正常运用影响较低，但直接影响零件的可靠性、质量和运用寿命，而机械零件运用时间决议零件经济效益。跟着光学超精细加工技能的不断开展，零件光学超精细加工检测技能已成为超精细加工火烧眉毛的要害难题。
一、共聚集显微镜（Confocal Scanning Optical Microscopes）
CSOM是一种依据聚集检测技能的动态聚集丈量原理。CSOM与传统光学显微镜的不同之处在于它经过针孔每次对样品进行一点照明和成像，如图1所示。一个照明光束穿过针孔P1是落在物镜L1分束器和会集的方针在焦平面衍射极限点B。假如光斑会集在笔直外表经过调整方针或标本在扫描过程中,然后，物体或标本的运动决议了外表描摹上的笔直尺度信息。
在现在绝大多数体系中，被测物体外表是固定的，扫描的办法是经过压电换能器(PZT)移动物镜以使激光光斑聚集在外表上。当外表坐落焦点(B点)时，反射光经过针孔P2并被勘探器检测到。当物体外表没有被聚集届时（点A或点C），反射光斑就会变大，绝大多数能量被针孔P1阻挠，所以勘探器所勘探到的光强很弱。
由于其照明和成像体系的焦平面是共同的，得名共聚集（confocal）。它是一种扫描光学显微镜，由于一次只要一个点被照亮，外表有必要被扫描或旋转以逐像素树立图画。光斑的直径十分小(0.5μm)，经过在被测外表上对光斑进行光栅扫描完成三维丈量。
如图2所示，共聚集显微镜的体系构成暗示首要包含硬件和软件两个部分。硬件部分包含传感器、用于丈量三维外表粗糙度和平整度的x - y运动的树立设备、用于圆柱零件精确旋转的气浮反转作业台以及用于数据收集和操控的计算机和计算机设备。软件部分包含用于收集、处理和操作数据以及对平面和圆柱面的二维和三维外表描摹进行可视化和数值表征的设备。
描绘共聚集显微体系的目标参数许多，篇幅有限，下面仅罗列三个最基本的参数目标。
焦点尺度是一个重要的要素，由于它决议了空间分辨率，即能够在被测物体外表上扫描逐点的最小面积。所能得到的最小光斑是所谓的衍射极限光斑，如图3所示，其巨细由衍射决议。
在CSOM中的点勘探，显微镜能够精确地在焦平面上成像。因而，当一个样品是沿着轴向扫描(z扫描)经过焦平面，光电勘探器收到的光最强的时分，标明该方位外表是焦点。假如外表在较低或较高的方位比焦点，光的强度逐步削减直到布景强度，如图4所示。这种在焦点邻近光强随z轴的改变曲线称为深度呼应曲线 焦点邻近扫描暗示图>
为物镜的半锥角，与数值孔径有关，sin\theta等于物镜的数值孔径(空气中)
测验显微物镜抗歪斜才干的办法有许多，图7选用的是规范圆盘。将圆度规范试样放在x-y作业台上。激光束首要经过球的中心线聚集在球上，然后从功率计读取反射光。然后在x方向上移动一个细小增量，物镜再次聚集在标本上。移动作业台，直到反射光强度信号等于环境光强度，这时在运动操控器面板记载位移量即可。
传统的共焦显微镜需要对物体进行轴向扫描，依据光电勘探器接收到的最大能量来确认被测目标的轴向高度，但Browne等于1992年提出的光谱共焦显微镜技能
，运用特别物镜发生的轴向色散（如图9所示）来进行高度丈量，无需轴向扫描，然后大幅提高了丈量速度。光谱共焦显微镜还具有高分辨率和能忍受大歪斜角的长处，可应用于检测概括、粗糙度、位移等，如替代触摸式针尖用于读取文物级唱片的声响,丈量通明光学元件厚度、金属薄膜的厚度及散布等。
光谱共焦显微镜运用宽谱光源照明，以光谱仪勘探共焦点的波长，其原理如图8所示。宽谱光经过针孔进入色散物镜，在被测物体一侧发生色散,，且色散物镜将不同波长的光聚集在光轴的不同方位，将位移信息转换为波长信息。分束光纤的公共端既可发生点光源照明，又能作为针孔滤除杂光。只要焦点在被测外表上的光才干被反射透过针孔，进入针孔后方的光谱仪,而聚集在其它轴向方位的光则被针孔滤除无法进入光谱仪。因而，焦点在被测外表。上的光波长在光谱仪中体现为峰值，由光谱仪的光谱散布能够判别被测物体的高度。光谱共焦显微镜无需机械式轴向扫描就可到达数千赫兹的采样频率,提高了丈量速度。一起，选用分束光纤替代分光棱镜，不只有用减小了显微镜前端的体积，还使体系具有较好的柔性。
