Сравнение CGH на основе амплитуды и CGH на основе фазы
I. Итог выбора: определяется «испытуемым материалом».
При выбореCGHтипа, основным фактором является отражательная способность тестируемой поверхности. Суть интерферометрического тестирования заключается в «согласовании интенсивностей» опорного и тестового пучков; только когда интенсивности двух лучей одинаковы, контраст полос будет оптимальным.
● Амплитудный типCGH: Первый выбор для материалов с высокой отражающей способностью.
Если ваш образец представляет собой металл, монокристаллический кремний (Si), модифицированный карбид кремния (SiC) или металлический германий (Ge), эти материалы обладают высокой отражательной способностью. Амплитудный типCGHимеют относительно низкую дифракционную эффективность (около 10%), что прекрасно балансирует интенсивность высокоотражающей подсветки, не позволяя интерферограмме становиться слишком яркой и вызывать насыщение пикселей.
● Фазовый типCGH: Спаситель для материалов с низкой отражающей способностью
У таких материалов, как оптическое стекло, кварц и микрокристаллическое стекло, коэффициент отражения поверхности обычно чрезвычайно низок. Если используется CGH амплитудного типа, сигнал подсветки будет чрезвычайно слабым и заглушается фоновым шумом. В этот момент фазовый типCGHнеобходимо использовать, используя эффективность дифракции более 40%, чтобы «сжать» каждый драгоценный луч сигнального света, тем самым получая четкие полосы с высокой контрастностью.
II. Подавление рассеянного света: магия «шумоподавления» фазового типаCGH
ВCGHПри проектировании и тестировании рассеянный свет 0-го порядка (проходящий свет) и 2-го порядка (дифракция более высокого порядка) чрезвычайно трудно разделить. При неправильном обращении они будут накладываться на основной волновой фронт измерений, вызывая артефакты или периодический шум в данных о поверхности.
● Амплитудный тип: энергия распределяется по нескольким порядкам, при этом значительная энергия приходится на 0-й и 2-й порядки, что требует чрезвычайно высокой фильтрации пространственных частот.
● Фазовый тип: благодаря точно рассчитанной глубине травления, фазовый тип.CGHможно добиться «переноса энергии» на физическом уровне. Он может значительно подавлять энергию 0-го и 2-го порядков, сильно концентрируя световую энергию на желаемом волновом фронте измерения +1-го порядка. Эта присущая частотная избирательность делает фон на экране интерферометра чрезвычайно чистым, что приводит к более надежным данным измерений.
Пример. На примере асферической линзы с коэффициентом отражения 4% сравним контраст полос амплитудного типа.CGHи фазового типаCGH:
Учитывая условия:
● Коэффициент пропускания эталонной поверхности (TF) интерферометра (T_TF): 96 %.
● Коэффициент отражения эталонной поверхности интерферометра (TF) (R_TF): 4% (в качестве эталонного света Ir).
● Коэффициент отражения поверхности испытуемой детали (Rs): 4% (оптическое стекло).
● Формула контраста: V = [2 * sqrt(Ir * It)] / (Ir + It)
1. Амплитудный типCGH: «Экстремальная задача»: лучи света, испускаемые интерферометром, проходят через опорную поверхность (TF), перемещаются вперед и назад черезCGHи, наконец, вернемся к интерферометру:
● Эталонная интенсивность света Ir: 4% = 0,04.
● Измеренная интенсивность света It: It = T_TF * эффективность дифракции_in * Rs * эффективность дифракции_out * T_TF Если эффективность дифракции равна 10 %: It = 0,96 * 0,10 * 0,04 * 0,10 * 0,96 = 0,00037
● Контраст полос V_amp: V = [2 * sqrt(0,04 * 0,00037)] / (0,04 + 0,00037) = 0,189.
2. Фазовый типCGH: «золотое сечение» энергетики.
●Интенсивность эталонного света Ir: 0,04.
● Измеренная интенсивность света It: если эффективность фазовой дифракции составляет 40 %: It = 0,96 * 0,40 * 0,04 * 0,40 * 0,96 = 0,00589.
● Контраст полос V_phase: V = [2 * sqrt(0,04 * 0,00589)] / (0,04 + 0,00589) = 0,668.
●На рисунке ниже показано сравнение смоделированных коэффициентов контрастности V=0,189 и V=0,668.
Интерференционные полосы разной контрастности
III. Комплексный анализ маршрутов обработки
Оба метода начинаются с одной и той же точки, но расходятся на этапе «формирования».
1. Амплитудный типCGH: «Субтрактивное» искусство металлических пленок
● Процесс: пленка хрома (Cr) напыляется на кварцевую подложку, рисунок записывается напрямую с помощью лазера или электронного луча, а затем выполняется влажное травление.
● Результат: формируется узор из чередующихся «прозрачных» и «непрозрачных» областей. Его точность зависит от точности позиционирования скрайберного оборудования (Zhixing Optics может достигать 3 сигма <20 нм).
2. Фазовый типCGH: Процесс «гравировки» кварцевых подложек.
● Процесс: на основе метода амплитудного типа добавляется ключевой этап — ионно-лучевое травление (IBE) или реактивное ионное травление (RIE).
● Контроль глубины: Глубина травления должна строго соответствовать длине волны обнаружения. Для длины волны 633 нм глубина травления обычно точно контролируется на нанометровом уровне, чтобы гарантировать, что разность фаз обеспечивает оптимальное распределение энергии света и подавление рассеянного света.
CGHБлок-схема обработки
IV. Уникальное решение Ningbo Zhixing Optical: технология гибридной обработки
При сборке и наладке на месте существует общепризнанная болевая точка в отрасли: при полной фазеCGHимеют высокую энергию, их область выравнивания используется для отражения, что приводит к низкой отражательной способности и очень низкому контрасту полос, особенно при выравнивании дифракционного света третьего порядка, что чрезвычайно затрудняет регулировку на месте.
Чтобы решить эту проблему,Нинбо Чжисин Оптическийразработал уникальный процесс:
Основная технология: Амплитуда области выравнивания + Фаза основной области
● Основная область измерения (фазовый тип): Обеспечивает высокоэффективный волновой фронт измерения с низким уровнем рассеянного света для материалов с низкой отражательной способностью, таких как оптическое стекло и микрокристаллические материалы, обеспечивая высокий контраст в зоне тестирования.
● Область маркировки совмещения (амплитудный тип): намеренно сохраняется структура металлической хромированной пленки для усиления контраста границ в области совмещения, что позволяет инженерам мгновенно фиксировать световое пятно во время сборки и регулировки оптического пути, что значительно повышает эффективность работы.
V. Резюме: Как выбрать правильную модель?
Единство знания и действия, безграничная оптика.КО. технологии оптики Нинбо Чжисин, Лтд.фокусируется на полупроводниковой и коммерческой аэрокосмической областях, предоставляя комплексное голографическое решение, от междиапазонных измерений до многопараметрической синхронной калибровки.
