Vergelijking van op amplitude gebaseerde CGH en op fase gebaseerde CGH
I. Selectie Bottom Line: bepaald door het "te testen materiaal"
Bij het selecteren van eenCGHtype, is de voornaamste overweging de reflectiviteit van het te testen oppervlak. De kern van interferometrisch testen ligt in de "intensiteitsafstemming" van de referentie- en testbundels; alleen wanneer de intensiteiten van de twee bundels vergelijkbaar zijn, zal het randcontrast optimaal zijn.
● AmplitudetypeCGH: De eerste keuze voor materialen met een hoog reflectievermogen
Als uw proefstuk een metaal, monokristallijn silicium (Si), gemodificeerd siliciumcarbide (SiC) of metallisch germanium (Ge) is, hebben deze materialen een hoge reflectiviteit. Amplitude-typeCGH'shebben een relatief lage diffractie-efficiëntie (ongeveer 10%), die de intensiteit van de achtergrondverlichting met hoog reflectievermogen perfect in evenwicht brengt, waardoor wordt voorkomen dat het interferogram te helder wordt en pixelverzadiging veroorzaakt.
● FasetypeCGH: Een redder voor materialen met een lage reflectie
Voor materialen zoals optisch glas, kwarts en microkristallijn glas is hun oppervlaktereflectie doorgaans extreem laag. Als een CGH van het amplitudetype wordt gebruikt, zal het tegenlichtsignaal extreem zwak zijn en overstemd worden door achtergrondruis. Op dit punt een fasetypeCGHmoet worden gebruikt, waarbij gebruik wordt gemaakt van de diffractie-efficiëntie van meer dan 40% om elke kostbare straal signaallicht te "knijpen", waardoor heldere randen met een hoog contrast worden verkregen.
II. Onderdrukking van strooilicht: de magie van "ruisonderdrukking" van fasetypeCGH's
InCGHOntwerp en testen zijn strooilicht van de 0e orde (doorgelaten licht) en 2e orde (hogere orde diffractie) uiterst moeilijk te scheiden. Als ze niet op de juiste manier worden behandeld, zullen ze zich over het belangrijkste meetgolffront heen vormen, waardoor artefacten of periodieke ruis in de oppervlaktegegevens ontstaan.
●Amplitudetype: Energie wordt verdeeld over meerdere orden, met aanzienlijke energie in de 0e en 2e orde, waardoor een extreem hoge ruimtelijke frequentiefiltering vereist is.
●Fasetype: door nauwkeurig ontworpen etsdiepte, fasetypeCGH'skan "energieoverdracht" op fysiek niveau bereiken. Het kan de energie van de 0e en 2e orde sterk onderdrukken, waardoor de lichtenergie sterk wordt geconcentreerd op het gewenste meetgolffront van de +1e orde. Deze inherente frequentieselectiviteit maakt de achtergrond op het interferometerscherm extreem zuiver, wat resulteert in betrouwbaardere meetgegevens.
Voorbeeld: Laten we een asferische lens met een reflectievermogen van 4% als voorbeeld nemen en het randcontrast van het amplitudetype vergelijkenCGHen fasetypeCGH:
Gegeven voorwaarden:
● Transmissie van interferometerreferentieoppervlak (TF) (T_TF): 96%
● Interferometer referentieoppervlak (TF) reflectie (R_TF): 4% (als referentielicht Ir)
● Oppervlaktereflectie van het te testen onderdeel (Rs): 4% (optisch glas)
● Contrastformule: V = [2 * sqrt(Ir * It)] / (Ir + It)
1. AmplitudetypeCGH: De "Extreme uitdaging" van signaallichtstralen uitgezonden door de interferometer gaan door het referentieoppervlak (TF), reizen heen en weer door deCGH, en keer uiteindelijk terug naar de interferometer:
● Referentielichtintensiteit Ir: 4% = 0,04
● Gemeten lichtintensiteit It: It = T_TF * diffractie-efficiëntie_in * Rs * diffractie-efficiëntie_uit * T_TF Waar de diffractie-efficiëntie 10% is: It = 0,96 * 0,10 * 0,04 * 0,10 * 0,96 = 0,00037
●Streepcontrast V_amp: V = [2 * sqrt(0,04 * 0,00037)] / (0,04 + 0,00037) = 0,189
2. FasetypeCGH: De "gulden snede" van energie
●Referentielichtintensiteit Ir: 0,04
●Gemeten lichtintensiteit It: waarbij de diffractie-efficiëntie van het fasetype 40% is: It = 0,96 * 0,40 * 0,04 * 0,40 * 0,96 = 0,00589
●Streepcontrast V_phase: V = [2 * sqrt(0,04 * 0,00589)] / (0,04 + 0,00589) = 0,668
●De onderstaande afbeelding toont een vergelijking tussen de gesimuleerde contrastverhoudingen V=0,189 en V=0,668.
Interferentieranden van verschillende contrasten
III. Uitgebreide analyse van verwerkingsroutes
Beide methoden beginnen vanaf hetzelfde punt, maar lopen uiteen in de fase van "vormen".
1. AmplitudetypeCGH: De "subtractieve" kunst van metalfilms
● Proces: een chroomfilm (Cr) wordt op een kwartssubstraat gesputterd, het patroon wordt direct geschreven met behulp van een laser- of elektronenstraal en vervolgens wordt nat etsen uitgevoerd.
● Resultaat: Er ontstaat een patroon van afwisselend "transparante" en "ondoorzichtige" gebieden. De nauwkeurigheid hangt af van de positionele nauwkeurigheid van de schrijfapparatuur (Zhixing Optics kan 3 sigma <20 nm bereiken).
2. FasetypeCGH: Het "graveer"-proces van kwartssubstraten
● Proces: Gebaseerd op de amplitudetypemethode wordt een belangrijke stap toegevoegd: ionenbundeletsen (IBE) of reactief ionenetsen (RIE).
● Dieptecontrole: De etsdiepte moet strikt afgestemd zijn op de detectiegolflengte. Voor een golflengte van 633 nm wordt de etsdiepte doorgaans nauwkeurig geregeld op nanometerniveau om ervoor te zorgen dat het faseverschil een optimale lichtenergieverdeling en strooilichtonderdrukking bereikt.
CGHVerwerkingsstroomschema
IV. De unieke oplossing van Ningbo Zhixing Optical: hybride verwerkingstechnologie
Bij montage en afstelling op locatie is er een algemeen erkend pijnpunt in de branche: tijdens full-phaseCGH'sOmdat ze een hoge energie hebben, wordt hun uitlijningsgebied gebruikt voor reflectie, wat resulteert in een lage reflectiviteit en een zeer laag randcontrast, vooral bij het uitlijnen van diffractielicht van de derde orde, waardoor aanpassing ter plaatse uiterst moeilijk wordt.
Om dit aan te pakken,Ningbo Zhixing Optischheeft een uniek proces ontwikkeld:
Kerntechnologie: Uitlijningsgebiedamplitude + hoofdgebiedfase
● Hoofdmeetgebied (fasetype): Biedt een zeer efficiënt meetgolffront met weinig strooilicht voor materialen met een lage reflectie, zoals optisch glas en microkristallijne materialen, waardoor een hoog contrast in het testgebied wordt gegarandeerd.
● Uitlijningsmarkeringsgebied (amplitudetype): Behoudt opzettelijk de metalen chroomfilmstructuur om het randcontrast in het uitlijningsgebied te verbeteren, waardoor ingenieurs de lichtvlek onmiddellijk kunnen vastleggen tijdens de montage en aanpassing van het optische pad, waardoor de werkefficiëntie aanzienlijk wordt verbeterd.
V. Samenvatting: Hoe kies je het juiste model?
Eenheid van kennis en actie, grenzeloze optiek.Ningbo Zhixing Optics Technology Co., Ltd.richt zich op de halfgeleider- en commerciële lucht- en ruimtevaartvelden en biedt een complete holografische oplossing, van cross-bandmeting tot synchrone kalibratie met meerdere parameters.
