Loại pha so với loại Biên độ: Phân tích đầy đủ về quy trình sản xuất của hai loại CGH chính thống

So sánh CGH dựa trên biên độ và CGH dựa trên pha

I. Điểm mấu chốt của lựa chọn: Được xác định bởi "Vật liệu đang được thử nghiệm"

Khi chọn mộtCGHloại, điều cần cân nhắc chính là độ phản xạ của bề mặt đang được thử nghiệm. Cốt lõi của thử nghiệm giao thoa kế nằm ở việc “khớp cường độ” của chùm tham chiếu và chùm thử nghiệm; chỉ khi cường độ của hai chùm tia giống nhau thì độ tương phản rìa mới tối ưu.

● Loại biên độCGH: Sự lựa chọn đầu tiên cho vật liệu có độ phản chiếu cao

Nếu mẫu thử của bạn là kim loại, silicon đơn tinh thể (Si), cacbua silic biến tính (SiC) hoặc germani kim loại (Ge), thì những vật liệu này có độ phản xạ cao. loại biên độCGHcó hiệu suất nhiễu xạ tương đối thấp (khoảng 10%), cân bằng hoàn hảo cường độ của đèn nền có độ phản xạ cao, ngăn giao thoa kế trở nên quá sáng và gây bão hòa pixel.

● Loại phaCGH: Vị cứu tinh cho vật liệu có độ phản chiếu thấp

Đối với các vật liệu như thủy tinh quang học, thạch anh và thủy tinh vi tinh thể, độ phản xạ bề mặt của chúng thường cực kỳ thấp. Nếu sử dụng CGH loại biên độ, tín hiệu đèn nền sẽ cực kỳ yếu và bị lấn át bởi nhiễu nền. Tại thời điểm này, một loại phaCGHphải được sử dụng, tận dụng hiệu suất nhiễu xạ trên 40% để "ép" từng chùm ánh sáng tín hiệu quý giá, từ đó thu được các vân sáng rõ ràng với độ tương phản cao.

II. Ức chế ánh sáng lạc: Phép thuật "Giảm nhiễu" của loại phaCGH

TRONGCGHtrong thiết kế và thử nghiệm, đèn lạc bậc 0 (ánh sáng truyền qua) và ánh sáng lạc bậc 2 (nhiễu xạ bậc cao) cực kỳ khó phân tách. Nếu không được xử lý đúng cách, chúng sẽ chồng lên mặt sóng đo chính, gây ra hiện tượng giả hoặc nhiễu định kỳ trong dữ liệu bề mặt.

●Loại biên độ: Năng lượng được phân bổ theo nhiều bậc, với năng lượng đáng kể ở bậc 0 và bậc 2, yêu cầu lọc tần số không gian cực cao.

●Loại pha: Thông qua độ sâu khắc được thiết kế chính xác, loại phaCGHcó thể đạt được "truyền năng lượng" ở cấp độ vật lý. Nó có thể triệt tiêu đáng kể năng lượng của bậc 0 và bậc 2, tập trung năng lượng ánh sáng cao vào mặt sóng đo bậc 1 mong muốn. Tính chọn lọc tần số vốn có này làm cho nền trên màn hình giao thoa kế cực kỳ sạch sẽ, mang lại dữ liệu đo đáng tin cậy hơn.

Ví dụ: Lấy một thấu kính phi cầu có hệ số phản xạ 4% làm ví dụ, hãy so sánh độ tương phản rìa của loại biên độCGHvà loại phaCGH:

Điều kiện đã cho:

● Độ truyền qua bề mặt tham chiếu giao thoa kế (TF) (T_TF): 96%

● Độ phản xạ bề mặt tham chiếu giao thoa kế (TF) (R_TF): 4% (dưới dạng ánh sáng tham chiếu Ir)

● Độ phản xạ bề mặt của bộ phận được thử nghiệm (Rs): 4% (kính quang học)

● Công thức tương phản: V = [2 * sqrt(Ir * It)] / (Ir + It)

1. Loại biên độCGH: "Thử thách cực độ" của các tia Ánh sáng Tín hiệu phát ra từ giao thoa kế truyền qua bề mặt tham chiếu (TF), truyền tới lui quaCGH, và cuối cùng quay trở lại giao thoa kế:

● Cường độ ánh sáng tham chiếu Ir: 4% = 0,04

● Cường độ ánh sáng đo được It: It = T_TF * hiệu suất nhiễu xạ_in * Rs * hiệu suất nhiễu xạ_out * T_TF Trong đó hiệu suất nhiễu xạ là 10%: It = 0,96 * 0,10 * 0,04 * 0,10 * 0,96 = 0,00037

●Độ tương phản sọc V_amp: V = [2 * sqrt(0,04 * 0,00037)] / (0,04 + 0,00037) = 0,189

2. Loại phaCGH: “Tỷ lệ vàng” của năng lượng

●Cường độ ánh sáng tham chiếu Ir: 0,04

●Cường độ ánh sáng đo được It: Trong đó hiệu suất nhiễu xạ loại pha là 40%: It = 0,96 * 0,40 * 0,04 * 0,40 * 0,96 = 0,00589

●Độ tương phản sọc V_phase: V = [2 * sqrt(0,04 * 0,00589)] / (0,04 + 0,00589) = 0,668

●Hình bên dưới thể hiện sự so sánh giữa tỷ lệ tương phản mô phỏng V=0,189 và V=0,668.

Các vân giao thoa có độ tương phản khác nhau

III. Phân tích toàn diện các lộ trình xử lý

Cả hai phương pháp đều bắt đầu từ cùng một điểm, nhưng khác nhau ở giai đoạn "hình thành".

1. Loại biên độCGH: Nghệ thuật “trừu tượng” của phim kim loại

● Quy trình: Một màng crom (Cr) được phun lên nền thạch anh, mẫu được viết trực tiếp bằng tia laser hoặc tia điện tử, sau đó thực hiện khắc ướt.

● Kết quả: Hình thành mô hình các vùng "trong suốt" và "mờ" xen kẽ. Độ chính xác của nó phụ thuộc vào độ chính xác vị trí của thiết bị ghi chép (Zhixing Optics có thể đạt được 3 sigma <20 nm).

2. Loại phaCGH: Quy trình "Khắc" trên chất nền thạch anh

● Quy trình: Dựa trên phương pháp loại biên độ, một bước quan trọng được thêm vào—ăn mòn chùm ion (IBE) hoặc khắc ion phản ứng (RIE).

● Kiểm soát độ sâu: Độ sâu khắc phải hoàn toàn phù hợp với bước sóng phát hiện. Đối với bước sóng 633 nm, độ sâu khắc thường được kiểm soát chính xác ở cấp độ nanomet để đảm bảo rằng độ lệch pha đạt được sự phân bổ năng lượng ánh sáng tối ưu và triệt tiêu ánh sáng lạc.

CGHBiểu đồ luồng xử lý

IV. Giải pháp độc đáo của Zhixing Optical Ninh Ba: Công nghệ xử lý lai

Trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh tại chỗ, có một điểm yếu được thừa nhận rộng rãi trong ngành: trong khi toàn bộ giai đoạnCGHcó năng lượng cao, vùng căn chỉnh của chúng được sử dụng để phản xạ, dẫn đến độ phản xạ thấp và độ tương phản rìa rất thấp, đặc biệt là khi căn chỉnh ánh sáng nhiễu xạ bậc ba, khiến việc điều chỉnh tại chỗ trở nên vô cùng khó khăn.

Để giải quyết vấn đề này,Quang học Ninh Ba Zhixingđã phát triển một quy trình độc đáo:

Công nghệ cốt lõi: Biên độ vùng liên kết + Pha vùng chính

● Khu vực đo chính (Loại pha): Cung cấp mặt sóng đo ánh sáng lạc thấp, hiệu suất cao cho các vật liệu có độ phản xạ thấp như kính quang học và vật liệu vi tinh thể, đảm bảo độ tương phản cao trong khu vực thử nghiệm.

● Vùng đánh dấu căn chỉnh (Loại biên độ): Cố ý giữ lại cấu trúc màng crom kim loại để tăng cường độ tương phản rìa trong vùng căn chỉnh, cho phép các kỹ sư ghi lại ngay điểm sáng trong quá trình lắp ráp và điều chỉnh đường quang, cải thiện đáng kể hiệu quả công việc.

V. Tóm tắt: Làm thế nào để chọn đúng mẫu?

Sự thống nhất giữa kiến ​​thức và hành động, quang học vô biên.Công ty TNHH Công nghệ Quang học Zhixing Ninh Batập trung vào lĩnh vực hàng không vũ trụ thương mại và bán dẫn, cung cấp giải pháp ảnh ba chiều hoàn chỉnh từ phép đo băng tần chéo đến hiệu chuẩn đồng bộ đa thông số.