Porównanie CGH opartego na amplitudzie i CGH opartego na fazie
I. Konkluzja wyboru: określona na podstawie „testowanego materiału”
Wybierając ACGHtypu, głównym czynnikiem branym pod uwagę jest współczynnik odbicia badanej powierzchni. Istota testów interferometrycznych polega na „dopasowaniu intensywności” wiązek referencyjnych i testowych; tylko wtedy, gdy intensywności dwóch wiązek są podobne, kontrast prążków będzie optymalny.
● Typ amplitudowyCGH: Pierwszy wybór w przypadku materiałów o wysokim współczynniku odbicia
Jeśli badanym elementem jest metal, monokrystaliczny krzem (Si), modyfikowany węglik krzemu (SiC) lub metaliczny german (Ge), materiały te mają wysoki współczynnik odbicia. Typ amplitudowyCGHposiadają stosunkowo niską skuteczność dyfrakcyjną (około 10%), co doskonale równoważy intensywność podświetlenia o wysokim współczynniku odbicia, zapobiegając nadmiernemu rozjaśnieniu interferogramu i powodowaniu nasycenia pikseli.
● Typ fazowyCGH: Zbawiciel dla materiałów o niskim współczynniku odbicia
W przypadku materiałów takich jak szkło optyczne, kwarc i szkło mikrokrystaliczne współczynnik odbicia powierzchni jest zazwyczaj bardzo niski. Jeśli używany jest CGH typu amplitudowego, sygnał podświetlenia będzie wyjątkowo słaby i zagłuszony przez szum tła. W tym momencie typ fazowyCGHmusi zostać wykorzystany, wykorzystując jego skuteczność dyfrakcyjną wynoszącą ponad 40%, aby „ścisnąć” każdą cenną wiązkę światła sygnalizacyjnego, uzyskując w ten sposób wyraźne prążki o wysokim kontraście.
II. Tłumienie światła rozproszonego: magia typu fazowego „redukcji szumów”.CGH
WCGHPodczas projektowania i testowania światła rozproszone rzędu 0 (światło przechodzące) i światła rozproszone drugiego rzędu (dyfrakcja wyższego rzędu) są niezwykle trudne do oddzielenia. Jeśli nie zostaną właściwie potraktowane, nałożą się na główne czoło fali pomiarowej, powodując artefakty lub okresowe zakłócenia w danych powierzchniowych.
●Typ amplitudowy: Energia jest rozdzielana na wiele rzędów, ze znaczną energią w rzędzie 0 i 2, co wymaga bardzo wysokiego filtrowania częstotliwości przestrzennej.
● Typ fazowy: Dzięki precyzyjnie zaprojektowanej głębokości trawienia, typ fazowyCGHmoże osiągnąć „transfer energii” na poziomie fizycznym. Może znacznie tłumić energię rzędów 0 i 2, koncentrując energię świetlną w dużym stopniu na pożądanym czole fali pomiarowej rzędu +1. Ta nieodłączna selektywność częstotliwościowa sprawia, że tło na ekranie interferometru jest wyjątkowo czyste, co skutkuje bardziej wiarygodnymi danymi pomiarowymi.
Przykład: Biorąc za przykład soczewkę asferyczną o współczynniku odbicia 4%, porównajmy kontrast prążków typu amplitudowegoCGHi typu fazowegoCGH:
Dane warunki:
● Transmitancja powierzchni odniesienia interferometru (TF) (T_TF): 96%
● Współczynnik odbicia powierzchni odniesienia interferometru (TF) (R_TF): 4% (jako światło odniesienia Ir)
● Odbicie powierzchni badanej części (Rs): 4% (szkło optyczne)
● Wzór kontrastu: V = [2 * sqrt(Ir * It)] / (Ir + It)
1. Typ amplitudyCGH: „Ekstremalne wyzwanie” polegające na tym, że promienie światła sygnalizacyjnego emitowane przez interferometr przechodzą przez powierzchnię odniesienia (TF), wędrują tam i z powrotem przezCGHi na koniec wróć do interferometru:
● Referencyjne natężenie światła Ir: 4% = 0,04
● Zmierzone natężenie światła It: It = T_TF * efektywność dyfrakcyjna_in * Rs * efektywność dyfrakcyjna_out * T_TF Gdzie skuteczność dyfrakcyjna wynosi 10%: It = 0,96 * 0,10 * 0,04 * 0,10 * 0,96 = 0,00037
●Kontrast pasków V_amp: V = [2 * sqrt(0,04 * 0,00037)] / (0,04 + 0,00037) = 0,189
2. Typ fazowyCGH: „Złoty podział” energii
●Referencyjne natężenie światła Ir: 0,04
●Zmierzone natężenie światła It: Gdy skuteczność dyfrakcji fazowej wynosi 40%: It = 0,96 * 0,40 * 0,04 * 0,40 * 0,96 = 0,00589
●Kontrast pasków V_faza: V = [2 * sqrt(0,04 * 0,00589)] / (0,04 + 0,00589) = 0,668
●Poniższy rysunek przedstawia porównanie symulowanych współczynników kontrastu V=0,189 i V=0,668.
Prążki interferencyjne o różnych kontrastach
III. Kompleksowa analiza tras przetwarzania
Obie metody zaczynają się od tego samego punktu, ale różnią się na etapie „formowania”.
1. Typ amplitudyCGH: „Subtraktywna” sztuka filmów metalowych
● Proces: Warstwę chromu (Cr) napyla się na podłoże kwarcowe, wzór jest bezpośrednio zapisywany za pomocą wiązki lasera lub elektronów, a następnie przeprowadza się trawienie na mokro.
● Wynik: Powstaje wzór naprzemiennych obszarów „przezroczystych” i „nieprzezroczystych”. Jego dokładność zależy od dokładności pozycjonowania sprzętu trasującego (Zhixing Optics może osiągnąć 3 sigma <20 nm).
2. Typ fazowyCGH: Proces „grawerowania” podłoży kwarcowych
● Proces: W oparciu o metodę amplitudową dodawany jest kluczowy etap — trawienie wiązką jonów (IBE) lub trawienie jonami reaktywnymi (RIE).
● Kontrola głębokości: Głębokość trawienia musi być ściśle dopasowana do długości fali detekcji. W przypadku długości fali 633 nm głębokość trawienia jest zwykle precyzyjnie kontrolowana na poziomie nanometrów, aby zapewnić, że różnica faz zapewnia optymalny rozkład energii świetlnej i tłumienie światła rozproszonego.
CGHSchemat blokowy przetwarzania
IV. Unikalne rozwiązanie Ningbo Zhixing Optical: technologia przetwarzania hybrydowego
W branży montażu i regulacji na miejscu występuje powszechnie uznawany problem: praca w trybie pełnofazowymCGHmają wysoką energię, obszar ich wyrównania jest wykorzystywany do odbicia, co skutkuje niskim współczynnikiem odbicia i bardzo niskim kontrastem prążków, zwłaszcza podczas wyrównywania światła dyfrakcyjnego trzeciego rzędu, co niezwykle utrudnia regulację na miejscu.
Aby temu zaradzić,Ningbo Zhixing optycznyopracował unikalny proces:
Podstawowa technologia: amplituda obszaru wyrównania + faza obszaru głównego
● Główny obszar pomiarowy (typ fazy): Zapewnia wysokowydajne czoło fali pomiarowej o niskim poziomie światła rozproszonego dla materiałów o niskim współczynniku odbicia, takich jak szkło optyczne i materiały mikrokrystaliczne, zapewniając wysoki kontrast w obszarze testowym.
● Obszar znakowania wyrównania (typ amplitudy): Celowo zachowuje strukturę metalicznej warstwy chromu, aby zwiększyć kontrast prążków w obszarze wyrównania, umożliwiając inżynierom natychmiastowe uchwycenie plamki świetlnej podczas montażu i regulacji ścieżki optycznej, co znacznie poprawia wydajność pracy.
V. Podsumowanie: Jak wybrać odpowiedni model?
Jedność wiedzy i działania, nieograniczona optyka.Ningbo Zhixing Optics Technology Co., Ltd.koncentruje się na półprzewodnikach i komercyjnej dziedzinie lotnictwa i kosmonautyki, zapewniając kompletne rozwiązanie holograficzne, od pomiarów krzyżowych po wieloparametrową synchroniczną kalibrację.
