Confronto tra CGH basato sull'ampiezza e CGH basato sulla fase
I. Linea di fondo della selezione: determinata dal "materiale in prova"
Quando si seleziona aCGHtipo, la considerazione principale è la riflettività della superficie da testare. Il nucleo dei test interferometrici risiede nella "corrispondenza di intensità" dei raggi di riferimento e di prova; solo quando le intensità dei due raggi saranno simili il contrasto delle frange sarà ottimale.
● Tipo di ampiezzaCGH: La prima scelta per i materiali ad alta riflettività
Se il pezzo da testare è un metallo, silicio monocristallino (Si), carburo di silicio modificato (SiC) o germanio metallico (Ge), questi materiali hanno un'elevata riflettività. Tipo di ampiezzaCGHhanno un'efficienza di diffrazione relativamente bassa (circa il 10%), che bilancia perfettamente l'intensità della retroilluminazione ad alta riflettività, evitando che l'interferogramma diventi troppo luminoso e causi la saturazione dei pixel.
● Tipo di faseCGH: Un salvatore per i materiali a bassa riflettività
Per materiali come vetro ottico, quarzo e vetro microcristallino, la loro riflettività superficiale è generalmente estremamente bassa. Se viene utilizzato un CGH di tipo ampiezza, il segnale della retroilluminazione sarà estremamente debole e sovrastato dal rumore di fondo. A questo punto, una fase di tipoCGHdeve essere utilizzato, sfruttando la sua efficienza di diffrazione superiore al 40% per “spremere” ogni prezioso fascio di luce di segnalazione, ottenendo così frange chiare e ad alto contrasto.
II. Soppressione della luce diffusa: la magia della "riduzione del rumore" del tipo faseCGH
InCGHprogettazione e test, le luci parassite di ordine 0 (luce trasmessa) e di ordine 2 (diffrazione di ordine superiore) sono estremamente difficili da separare. Se non gestiti correttamente, si sovrapporranno al fronte d'onda di misurazione principale, causando artefatti o rumore periodico nei dati di superficie.
●Tipo di ampiezza: l'energia è distribuita su più ordini, con energia significativa negli ordini 0° e 2°, che richiedono un filtraggio della frequenza spaziale estremamente elevato.
●Tipo a fase: grazie alla profondità di incisione progettata con precisione, tipo a faseCGHpuò ottenere il "trasferimento di energia" a livello fisico. Può sopprimere notevolmente l'energia dell'ordine 0 e 2, concentrando l'energia luminosa fortemente sul fronte d'onda di misurazione dell'ordine +1 desiderato. Questa selettività di frequenza intrinseca rende lo sfondo sullo schermo dell'interferometro estremamente pulito, garantendo dati di misurazione più affidabili.
Esempio: prendendo come esempio una lente asferica con una riflettività del 4%, confrontiamo il contrasto marginale del tipo di ampiezzaCGHe tipo di faseCGH:
Date le condizioni:
● Trasmittanza della superficie di riferimento dell'interferometro (TF) (T_TF): 96%
● Riflettanza della superficie di riferimento dell'interferometro (TF) (R_TF): 4% (come luce di riferimento Ir)
● Riflettanza superficiale della parte sottoposta a prova (Rs): 4% (vetro ottico)
● Formula di contrasto: V = [2 * sqrt(Ir * It)] / (Ir + It)
1. Tipo di ampiezzaCGH: La "Sfida Estrema" del Segnale I raggi luminosi emessi dall'interferometro passano attraverso la superficie di riferimento (TF), viaggiano avanti e indietro attraverso l'interferometroCGH, e infine torniamo all'interferometro:
● Intensità luminosa di riferimento Ir: 4% = 0,04
● Intensità luminosa misurata It: It = T_TF * efficienza di diffrazione_in * Rs * efficienza di diffrazione_out * T_TF Dove l'efficienza di diffrazione è 10%: It = 0,96 * 0,10 * 0,04 * 0,10 * 0,96 = 0,00037
●Contrasto strisce V_amp: V = [2 * sqrt(0,04 * 0,00037)] / (0,04 + 0,00037) = 0,189
2. Tipo di faseCGH: La "sezione aurea" dell'energia
●Intensità luminosa di riferimento Ir: 0,04
●Intensità luminosa misurata It: Dove l'efficienza di diffrazione di tipo fase è del 40%: It = 0,96 * 0,40 * 0,04 * 0,40 * 0,96 = 0,00589
●Contrasto strisce V_phase: V = [2 * sqrt(0,04 * 0,00589)] / (0,04 + 0,00589) = 0,668
●La figura seguente mostra un confronto tra i rapporti di contrasto simulati V=0,189 e V=0,668.
Frange di interferenza di diversi contrasti
III. Analisi completa dei percorsi di elaborazione
Entrambi i metodi partono dallo stesso punto, ma divergono nella fase di "formazione".
1. Tipo di ampiezzaCGH: L'arte "sottrattiva" delle pellicole metalliche
● Processo: una pellicola di cromo (Cr) viene spruzzata su un substrato di quarzo, il disegno viene scritto direttamente utilizzando un laser o un raggio di elettroni, quindi viene eseguita l'incisione a umido.
● Risultato: si forma una struttura in cui si alternano superfici "trasparenti" e "opache". La sua precisione dipende dalla precisione di posizionamento dell'attrezzatura di scrittura (Zhixing Optics può raggiungere 3 sigma <20 nm).
2. Tipo di faseCGH: Il processo di "incisione" di substrati di quarzo
● Processo: in base al metodo del tipo di ampiezza, viene aggiunto un passaggio chiave: incisione con fascio ionico (IBE) o incisione con ioni reattivi (RIE).
● Controllo della profondità: la profondità di incisione deve essere strettamente abbinata alla lunghezza d'onda di rilevamento. Per una lunghezza d'onda di 633 nm, la profondità di incisione viene solitamente controllata con precisione a livello nanometrico per garantire che la differenza di fase raggiunga una distribuzione ottimale dell'energia luminosa e la soppressione della luce diffusa.
CGHDiagramma di flusso dell'elaborazione
IV. La soluzione unica di Ningbo Zhixing Optical: tecnologia di elaborazione ibrida
Nell'assemblaggio e nella regolazione in loco, esiste un punto critico ampiamente riconosciuto nel settore: la fase completaCGHhanno un'energia elevata, la loro area di allineamento viene utilizzata per la riflessione, con conseguente bassa riflettività e contrasto marginale molto basso, soprattutto quando si allinea la luce di diffrazione del terzo ordine, rendendo estremamente difficile la regolazione in loco.
Per affrontare questo problema,Ningbo Zhixing otticoha sviluppato un processo unico:
Tecnologia principale: ampiezza dell'area di allineamento + fase dell'area principale
● Area di misurazione principale (tipo di fase): fornisce un fronte d'onda di misurazione ad alta efficienza e con scarsa luce diffusa per materiali a bassa riflettività come vetro ottico e materiali microcristallini, garantendo un contrasto elevato nell'area di test.
● Area di marcatura di allineamento (tipo di ampiezza): conserva intenzionalmente la struttura della pellicola metallica cromata per migliorare il contrasto marginale nell'area di allineamento, consentendo agli ingegneri di catturare istantaneamente il punto luminoso durante l'assemblaggio e la regolazione del percorso ottico, migliorando significativamente l'efficienza del lavoro.
V. Riepilogo: come scegliere il modello giusto?
Unità di conoscenza e di azione, ottica sconfinata.Ningbo Zhixing Optics Technology Co., Ltd.si concentra sui settori aerospaziale commerciale e dei semiconduttori, fornendo una soluzione olografica completa dalla misurazione a banda incrociata alla calibrazione sincrona multiparametrica.
