Para resolver el problema de que el microscopio confocal diferencial láser tradicional (LDCM) no puede realizar mediciones de alta precisión del ángulo de inclinación mientras realiza mediciones de distancia, se propone un sensor de medición de ángulo de inclinación basado en el confocal diferencial. Al medir una superficie inclinada, este sensor primero utiliza la señal de respuesta diferencial obtenida mediante un escaneo axial para localizar con precisión la posición del foco, luego analiza la distribución de la intensidad del campo en la pupila del microscopio y extrae la posición del pico de la imagen del punto, logrando así una medición precisa del ángulo de inclinación. Primero, se construye un modelo de distribución del campo óptico después de la reflexión del haz enfocado en la superficie inclinada a medir, y se analiza la distribución de la intensidad del campo en la pupila del microscopio para diferentes ángulos de inclinación. Luego, sobre la base del análisis de las características del punto inclinado, se propone un método para extraer la posición del pico del punto utilizando un algoritmo Meanshift mejorado. Finalmente, se verifica experimentalmente la efectividad del sensor para la medición del ángulo de inclinación. Los resultados experimentales muestran que el error medio de medición para el grado de inclinación (0~8°) es 0.011°, y el error medio de medición para la dirección de inclinación (0~360°) es 0.128°, lo que cumple con los requisitos para la medición del ángulo de inclinación de la superficie medida durante el proceso de detección tridimensional utilizando una sonda óptica diferencial sin contacto. Este sensor proporciona un nuevo método para la medición precisa del contorno de superficies libres.

sonda óptica sin contacto; confocal diferencial; detección 3D; medición de inclinación; extracción de picos