I. Taso- ja pallomainen pintatarkastus: Tarkkuusoptiikan kulmakivi
Taso- ja pallomaisen pinnan tarkastus ovat optisten järjestelmien "vakauttava voima", jonka ydinvaatimukset ovat äärimmäinen absoluuttinen tarkkuus ja häiriönkestävyys.
1. Suora aaltorintatarkastus (interferometria)
● Fizeau-interferometri:
○ Periaate: Yhteisen polun häiriöt, vakiopeili ja testattava peili jakavat saman optisen polun.
○ Edut: Erittäin korkea tarkkuus. Koska vertailu- ja mittausvalopolkujen päällekkäisyys on suuri, järjestelmän jäännöspoikkeamat voidaan luonnollisesti poistaa.
○ Rajoitukset: Perinteinen vaiheensiirtointerferometria on erittäin herkkä tärinälle, mikä vaatii tiukkaa tärinäeristystä ja lämpötilan säätöä.
Fizeau-interferometrin optinen polkukaavio
●Dynaaminen interferometri (seismisen kestävä tyyppi):
○Periaate: Tilallinen vaihesiirto saavutetaan yhdessä kehyksessä polarisaattoriryhmän avulla, jolloin saadaan samanaikaisesti useita vaihe-erokuvia hetkellisen seismisen vastusmittauksen toteuttamiseksi.
○Edut: Välitön seisminen vastustuskyky, hengenpelastaja online-seurantaan tyhjiökammioissa, korkeissa ja matalissa lämpötiloissa ja meluisissa tehdasrakennuksissa.
○Haitat: Epätavallinen optinen polkuvirhe. Vertailuvalon ja mittausvalon polut on erotettu toisistaan, eikä järjestelmän ajautumista voi peruuttaa. Lisäksi kehyspohjaisen kuvantamisen ansiosta sen lateraalinen tarkkuus on vain 1/4 perinteisistä interferometreistä, mikä vaikeuttaa korkeataajuisten välivirheiden sieppaamista.
Dynaamisen interferometrin toimintaperiaate
2. Kaltevuuden tunnistus (differentiaalinen menetelmä)
● Shack-Hartmann:
○ Periaate: Aaltorintama segmentoidaan ja kuvataan käyttämällä mikrolinssiryhmää. Aaltorintaman kaltevuus lasketaan käyttämällä valopisteen siirtymää suhteessa vertailukohtaan, mikä rekonstruoi pinnan muodon.
○ Edut: Erittäin suuri dynaaminen alue, ei tarvetta koherentille valonlähteelle, kompakti rakenne.
○ Rajoitukset: Spatiaalista resoluutiota rajoittaa mikrolinssin aukon tiheys, ja absoluuttinen tarkkuus on suhteellisen alhainen (noin 1/50 lambda).
Hartmannin toimintaperiaate
● Lateral Shear Interference (LSI):
○ Periaate: Aaltorintaman virhekohdistushäiriöt aaltorintaman differentiaalisen (kaltevuus)informaation saamiseksi.
○ Edut: Vertailuvaloa ei tarvita, sillä on yhteiset ominaisuudet ja erinomainen tärinänkestävyys. Käytetään yleisesti erittäin lyhyiden aallonpituuksien (kuten EUV) tai erittäin integroitujen järjestelmien paikan päällä tapahtuvaan aaltorintaman kalibrointiin.
○ Rajoitukset: Differentiaalimittauksena aaltorintaman rekonstruktio riippuu suuresti integrointialgoritmista, ja tarkkuutta rajoittaa leikkausmäärän suuruus. Sitä käytetään tyypillisesti järjestelmätason kalibrointiratkaisuna.
Poikittaisleikkausinterferometrin toimintaperiaate
II. Asfäärisen pinnan testaus: geometrisestä kompensoinnista diffraktiotekniikoihin
Asfäärisen pinnan testauksen ydin on "yksinkertaistaminen", jossa monimutkaiset asfääriset aaltorintamat muunnetaan helposti mitattavissa oleviksi palloiksi tai tasoiksi kompensointimenetelmien avulla.
1. Suora aaltorintamatestaus (nollapisteen kompensaatiohäiriö)
● Nollapistetestaus:
○ Edut: Geometrinen optiikka itsekollimaatio, yksinkertainen optinen polku, edullinen.
○ Rajoitukset: Huono yleistys; rajoitettu neliöpintoihin; ei pysty käsittelemään korkeamman asfäärisiä tai vapaamuotoisia pintoja.
Kuvattoman tunnistuksen toimintaperiaate
● Taitekompensaattorit (kuten Offner-kompensaattorit):
○ Edut: Kypsä tekniikka, soveltuu halkaisijaltaan suurille, tavanomaisille asfäärisille pinnoille.
○ Rajoitukset: Erittäin monimutkainen valmistusprosessi ja herkkä kokoonpano/säätö. Akselin poikkeamaa on valvottava tiukasti; Pienetkin kokoonpanovirheet voivat aiheuttaa vakavia koaksiaalisia poikkeamia, jotka häiritsevät pinnan muodon määritystä.
Taittumiskompensaattorin toimintaperiaate
● Laskennallinen holografia(CGH):
○ Edut: Universaali kompensointi. Se voi integroida kohdistusominaisuudet ja muuttaa työläs paikan päällä tapahtuvan fyysisen kohdistuksen ohjelmistoavusteiseksi geometriseksi kohdistukseksi, mikä välttää tehokkaasti perinteisten kompensaattoreiden "kokoonpano- ja säätöloukut".
○ Rajoitukset: monipuolisuuden puute. Siinä on "omistettu" attribuutti; jokainen asfäärinen pinta vaatii itsenäisiä suunnittelu- ja räätälöintikustannuksia.
CGHToimintaperiaate
2. Muut tunnistusjärjestelmät
● Sub-Aperture Stitch (SSI):
○ Periaate: Interferometreillä mitataan paikallisia alueita, joissa on pieniä kaltevuusmuutoksia, minkä jälkeen suoritetaan matemaattinen ompelu.
○ Edut: Pienen aukon interferometriä ja algoritmista synteesiä käyttämällä tämä voittaa anturin kokorajoitukset, saavuttaa erittäin suuren aukon korkearesoluutioisen havaitsemisen, suuret asfääriset komponentit, tasapainottavat mittaustarkkuuden ja järjestelmän joustavuuden.
○ Rajoitukset: Kumulatiivisen virheen hallinta on vaikeaa; erittäin suuri riippuvuus tarkkuussiirtymäasteesta.
Ala-aukon liitoksen toimintaperiaate
III. Kattava vertailu: Selection Logic Matrix
IV. Johtopäätös: Tasapaino suunnittelulogiikassa
Tarkkuusoptisten tarkastusmenetelmien valinta on lähinnä tarkkuuden, tehokkuuden ja kustannusten välinen tasapaino.
●Tarkkuus on tärkeintä: Varmista olemassa olevissa ympäristöolosuhteissa, että tarkastusvirhe on riittävä tukemaan käsittelyn lähentymistä, mikä estää "riittävän laadun aiheuttaman" järjestelmän epäonnistumisen.
●Tehokkuus on elämää: Valitse nykyisten prosessointiominaisuuksien puitteissa menetelmä, jolla on nopein palaute ja yksinkertaisin kokoonpano ja säätö, mikä estää T&K-toiminnan pysähtymisen "prosessin redundanssin" takia.
●Kustannus on rajana: Valitse rajoitetun budjettijakson sisällä polku, jolla on korkein kokonaistuotto sijoitetulle pääomalle. Näin vältät resurssien tuhlauksen "liiallisen laadun" takia.
Ainoastaan näiden kolmen punaisen viivan sisällä oleva "tarkastuksen vertailuarvo" voi ohjata suljetun silmukan tehokkaan iteroinnin. Paluu maalaisjärkeen suunnitteluun ja tarpeista lähteminen on avain kaksinkertaisen tuloksen saavuttamiseen puolella vaivalla.
NoinZhixingOptiikka
Ningbo Zhixing Optics Technology Co., Ltd.keskittyy erittäin tarkkaan laskennalliseen holografiaan (CGH) tarkastusratkaisut, jotka on omistettu ydinkipupisteiden ratkaisemiseen asfääristen ja vapaamuotoisten pintojen mittauksessa.
