Comparaison du CGH basé sur l'amplitude et du CGH basé sur la phase
I. Résultat de la sélection : déterminé par le « matériau testé »
Lors de la sélection d'unCGHtype, la considération principale est la réflectivité de la surface testée. Le cœur des tests interférométriques réside dans la « correspondance d'intensité » des faisceaux de référence et de test ; ce n'est que lorsque les intensités des deux faisceaux sont similaires que le contraste des franges sera optimal.
● Type d'amplitudeCGH: Le premier choix pour les matériaux à haute réflectivité
Si votre éprouvette est en métal, en silicium monocristallin (Si), en carbure de silicium modifié (SiC) ou en germanium métallique (Ge), ces matériaux ont une réflectivité élevée. Type d'amplitudeCGHont une efficacité de diffraction relativement faible (environ 10 %), ce qui équilibre parfaitement l'intensité du rétroéclairage à haute réflectivité, empêchant l'interférogramme de devenir trop lumineux et de provoquer une saturation des pixels.
● Type de phaseCGH: Un sauveur pour les matériaux à faible réflectivité
Pour les matériaux tels que le verre optique, le quartz et le verre microcristallin, leur réflectivité de surface est généralement extrêmement faible. Si un CGH de type amplitude est utilisé, le signal de rétroéclairage sera extrêmement faible et noyé par le bruit de fond. À ce stade, un type de phaseCGHdoit être utilisé, en tirant parti de son efficacité de diffraction de plus de 40 % pour « presser » chaque précieux faisceau de lumière de signalisation, obtenant ainsi des franges claires avec un contraste élevé.
II. Suppression de la lumière parasite : la magie de la « réduction du bruit » de type phaseCGH
DansCGHLors de la conception et des tests, les lumières parasites d'ordre 0 (lumière transmise) et d'ordre 2 (diffraction d'ordre supérieur) sont extrêmement difficiles à séparer. S'ils ne sont pas traités correctement, ils se superposeront au front d'onde de mesure principal, provoquant des artefacts ou du bruit périodique dans les données de surface.
●Type d'amplitude : l'énergie est distribuée sur plusieurs ordres, avec une énergie importante dans les ordres 0 et 2, nécessitant un filtrage de fréquence spatiale extrêmement élevée.
●Type de phase : grâce à une profondeur de gravure conçue avec précision, type de phaseCGHpeut réaliser un « transfert d'énergie » au niveau physique. It can greatly suppress the energy of the 0th and 2nd orders, concentrating the light energy highly on the desired +1st order measurement wavefront. This inherent frequency selectivity makes the background on the interferometer screen extremely clean, resulting in more reliable measurement data.
Exemple : en prenant comme exemple une lentille asphérique avec une réflectivité de 4 %, comparons le contraste des franges de type amplitudeCGHet type de phaseCGH:
Conditions données :
● Transmission de la surface de référence de l'interféromètre (TF) (T_TF) : 96 %
● Réflectance de la surface de référence de l'interféromètre (TF) (R_TF) : 4 % (comme lumière de référence Ir)
● Réflectance superficielle de la pièce testée (Rs) : 4% (verre optique)
● Formule de contraste : V = [2 * sqrt(Ir * It)] / (Ir + It)
1. Type d'amplitudeCGH: Le « défi extrême » des rayons lumineux de signal émis par l'interféromètre traverse la surface de référence (TF), voyage d'avant en arrière à travers leCGH, et enfin revenons à l'interféromètre :
● Intensité lumineuse de référence Ir : 4 % = 0,04
● Intensité lumineuse mesurée It : It = T_TF * efficacité de diffraction_in * Rs * efficacité de diffraction_out * T_TF Où l'efficacité de diffraction est de 10 % : It = 0,96 * 0,10 * 0,04 * 0,10 * 0,96 = 0,00037
●Contraste des rayures V_amp : V = [2 * sqrt(0,04 * 0,00037)] / (0,04 + 0,00037) = 0,189
2. Type de phaseCGH: Le « nombre d'or » de l'énergie
●Intensité lumineuse de référence Ir : 0,04
●Intensité lumineuse mesurée It : lorsque l'efficacité de diffraction de type phase est de 40 % : It = 0,96 * 0,40 * 0,04 * 0,40 * 0,96 = 0,00589
●Contraste de bande V_phase : V = [2 * sqrt(0,04 * 0,00589)] / (0,04 + 0,00589) = 0,668
●La figure ci-dessous montre une comparaison entre les rapports de contraste simulés V=0,189 et V=0,668.
Franges d'interférence de différents contrastes
III. Analyse complète des itinéraires de traitement
Les deux méthodes partent du même point, mais divergent au niveau de la phase de « formation ».
1. Type d'amplitudeCGH: L'art "soustractif" des films métalliques
● Processus : Un film de chrome (Cr) est pulvérisé sur un substrat de quartz, le motif est directement écrit à l'aide d'un laser ou d'un faisceau électronique, puis une gravure humide est réalisée.
● Résultat : Un motif alterné de zones « transparentes » et « opaques » est formé. Sa précision dépend de la précision de position de l'équipement de traçage (Zhixing Optics peut atteindre 3 sigma <20 nm).
2. Type de phaseCGH: Le procédé de « gravure » des substrats de quartz
● Processus : Basé sur la méthode de type amplitude, une étape clé est ajoutée : la gravure par faisceau d'ions (IBE) ou la gravure ionique réactive (RIE).
● Contrôle de la profondeur : La profondeur de gravure doit être strictement adaptée à la longueur d'onde de détection. For a wavelength of 633 nm, the etching depth is usually precisely controlled at the nanometer level to ensure that the phase difference achieves optimal light energy distribution and stray light suppression.
CGHOrganigramme de traitement
IV. La solution unique de Ningbo Zhixing Optical : technologie de traitement hybride
En matière d'assemblage et de réglage sur site, il existe un problème largement reconnu dans l'industrie : tandis que la phase complèteCGHont une énergie élevée, leur zone d'alignement est utilisée pour la réflexion, ce qui entraîne une faible réflectivité et un très faible contraste de frange, en particulier lors de l'alignement de la lumière de diffraction du troisième ordre, ce qui rend l'ajustement sur site extrêmement difficile.
Pour résoudre ce problème,Ningbo Zhixing Optiquea développé un procédé unique :
Technologie de base : Amplitude de la zone d'alignement + Phase de la zone principale
● Zone de mesure principale (type de phase) : fournit un front d'onde de mesure à haute efficacité et à faible lumière parasite pour les matériaux à faible réflectivité tels que le verre optique et les matériaux microcristallins, garantissant un contraste élevé dans la zone de test.
● Zone de marquage d'alignement (type d'amplitude) : conserve intentionnellement la structure du film de chrome métallique pour améliorer le contraste des franges dans la zone d'alignement, permettant aux ingénieurs de capturer instantanément le point lumineux pendant l'assemblage et l'ajustement du chemin optique, améliorant ainsi considérablement l'efficacité du travail.
V. Résumé : Comment choisir le bon modèle ?
Unité de connaissance et d'action, optique sans limites.Ningbo Zhixing Optique Technology Co., Ltd.se concentre sur les domaines des semi-conducteurs et de l'aérospatiale commerciale, fournissant une solution holographique complète depuis la mesure multi-bandes jusqu'à l'étalonnage synchrone multi-paramètres.
