Comparação de CGH baseado em amplitude e CGH baseado em fase
I. Resultado da Seleção: Determinado pelo "Material em Teste"
Ao selecionar umCGHtipo, a principal consideração é a refletividade da superfície que está sendo testada. O núcleo do teste interferométrico reside na "combinação de intensidade" dos feixes de referência e de teste; somente quando as intensidades dos dois feixes forem semelhantes o contraste da franja será ideal.
● Tipo de amplitudeCGH: A primeira escolha para materiais de alta refletividade
Se a sua peça de teste for um metal, silício monocristalino (Si), carboneto de silício modificado (SiC) ou germânio metálico (Ge), esses materiais terão alta refletividade. Tipo de amplitudeCGHstêm eficiência de difração relativamente baixa (aproximadamente 10%), o que equilibra perfeitamente a intensidade da luz de fundo de alta refletividade, evitando que o interferograma fique muito brilhante e cause saturação de pixel.
● Tipo de faseCGH: Um salvador para materiais de baixa refletividade
Para materiais como vidro óptico, quartzo e vidro microcristalino, sua refletividade superficial é normalmente extremamente baixa. Se for usado um CGH do tipo amplitude, o sinal de luz de fundo será extremamente fraco e abafado pelo ruído de fundo. Neste ponto, um tipo de faseCGHdeve ser usado, aproveitando sua eficiência de difração de mais de 40% para "espremer" cada feixe precioso de luz de sinal, obtendo assim franjas claras com alto contraste.
II. Supressão de luz difusa: a magia da "redução de ruído" do tipo faseCGHs
EmCGHprojeto e teste, as luzes dispersas de ordem 0 (luz transmitida) e de 2ª ordem (difração de ordem superior) são extremamente difíceis de separar. Se não forem manuseados adequadamente, eles se sobreporão à frente de onda de medição principal, causando artefatos ou ruídos periódicos nos dados de superfície.
●Tipo amplitude: A energia é distribuída em múltiplas ordens, com energia significativa nas ordens 0 e 2, exigindo filtragem de frequência espacial extremamente alta.
●Tipo de fase: Através de profundidade de gravação projetada com precisão, tipo de faseCGHspode alcançar a "transferência de energia" no nível físico. Ele pode suprimir bastante a energia das ordens 0 e 2, concentrando a energia da luz altamente na frente de onda de medição de +1 ordem desejada. Essa seletividade de frequência inerente torna o fundo da tela do interferômetro extremamente limpo, resultando em dados de medição mais confiáveis.
Exemplo: Tomando como exemplo uma lente asférica com refletividade de 4%, vamos comparar o contraste de franja do tipo amplitudeCGHe tipo de faseCGH:
Dadas condições:
● Transmitância da superfície de referência do interferômetro (TF) (T_TF): 96%
● Refletância da superfície de referência do interferômetro (TF) (R_TF): 4% (como luz de referência Ir)
● Refletância superficial da peça em teste (Rs): 4% (vidro óptico)
● Fórmula de contraste: V = [2 * sqrt(Ir * It)] / (Ir + It)
1. Tipo de amplitudeCGH: O "Desafio Extremo" do Sinal Os raios de luz emitidos pelo interferômetro passam pela superfície de referência (TF), viajam para frente e para trás através doCGH, e finalmente retorne ao interferômetro:
● Intensidade de luz de referência Ir: 4% = 0,04
● Intensidade de luz medida It: It = T_TF * eficiência de difração_in * Rs * eficiência de difração_out * T_TF Onde a eficiência de difração é 10%: It = 0,96 * 0,10 * 0,04 * 0,10 * 0,96 = 0,00037
● Contraste de faixa V_amp: V = [2 * sqrt(0,04 * 0,00037)] / (0,04 + 0,00037) = 0,189
2. Tipo de faseCGH: A "proporção áurea" da energia
●Intensidade de luz de referência Ir: 0,04
● Intensidade de luz medida It: Onde a eficiência de difração do tipo fase é de 40%: It = 0,96 * 0,40 * 0,04 * 0,40 * 0,96 = 0,00589
● Contraste de faixa V_phase: V = [2 * sqrt(0,04 * 0,00589)] / (0,04 + 0,00589) = 0,668
●A figura abaixo mostra uma comparação entre as taxas de contraste simuladas V=0,189 e V=0,668.
Franjas de interferência de diferentes contrastes
III. Análise Abrangente de Rotas de Processamento
Ambos os métodos partem do mesmo ponto, mas divergem na fase de “formação”.
1. Tipo de amplitudeCGH: A arte "subtrativa" dos filmes de metal
● Processo: Um filme de cromo (Cr) é espalhado sobre um substrato de quartzo, o padrão é escrito diretamente usando laser ou feixe de elétrons e, em seguida, é realizada a gravação úmida.
● Resultado: É formado um padrão de áreas "transparentes" e "opacas" alternadas. Sua precisão depende da precisão posicional do equipamento de traçado (Zhixing Optics pode atingir 3 sigma <20 nm).
2. Tipo de faseCGH: O Processo de "Gravação" de Substratos de Quartzo
● Processo: Com base no método do tipo amplitude, uma etapa importante é adicionada – gravação por feixe de íons (IBE) ou gravação por íon reativo (RIE).
● Controle de profundidade: A profundidade de gravação deve corresponder estritamente ao comprimento de onda de detecção. Para um comprimento de onda de 633 nm, a profundidade de gravação geralmente é controlada com precisão em nível nanométrico para garantir que a diferença de fase atinja uma distribuição ideal de energia luminosa e supressão de luz dispersa.
CGHFluxograma de Processamento
4. Solução exclusiva da Ningbo Zhixing Optical: tecnologia de processamento híbrido
Na montagem e ajuste no local, há um ponto problemático amplamente reconhecido na indústria: embora a fase completaCGHspossuem alta energia, sua área de alinhamento é usada para reflexão, resultando em baixa refletividade e contraste de franja muito baixo, especialmente ao alinhar luz de difração de terceira ordem, tornando o ajuste no local extremamente difícil.
Para resolver isso,Óptica Ningbo Zhixingdesenvolveu um processo único:
Tecnologia Central: Amplitude da Área de Alinhamento + Fase da Área Principal
● Área de medição principal (tipo de fase): Fornece uma frente de onda de medição de alta eficiência e baixa dispersão de luz para materiais de baixa refletividade, como vidro óptico e materiais microcristalinos, garantindo alto contraste na área de teste.
● Área de Marcação de Alinhamento (Tipo Amplitude): Retém intencionalmente a estrutura metálica do filme de cromo para melhorar o contraste da franja na área de alinhamento, permitindo que os engenheiros capturem instantaneamente o ponto de luz durante a montagem e ajuste do caminho óptico, melhorando significativamente a eficiência do trabalho.
V. Resumo: Como escolher o modelo certo?
Unidade de conhecimento e ação, ótica sem limites.Tecnologia Co. do sistema ótico de Ningbo Zhixing, Ltd.concentra-se nos campos de semicondutores e aeroespacial comercial, fornecendo uma solução holográfica completa, desde medição de banda cruzada até calibração síncrona multiparâmetro.
