I. Näkymättömän pinnan muodon tappaja: väistämätön "projektiovääristymä"
Keskusteltaessa CGH:n (Computational Hologram) tarkkuuskorjauksesta monet kollegat sekoittavat helposti kaksi käsitettä: toinen on optisen polun suunnittelusta johtuva geometrinen vääristymä ja toinen itse litografialaitteiston suora kirjoitusasemavirhe. Todellisuudessa nämä ovat kaksi täysin erilaista "kulissien takana olevaa kuljettajaa".
Suorakirjoituspaikkavirhe viittaa mekaanisen liikkeen tai koordinaattiompeleen aiheuttamaan fysikaaliseen sijaintipoikkeamiseen nanomittakaavassa litografiakoneessa tai elektronisuihkusuorakirjoitusvaiheessa. Tämä testaa valmistuslaitteiden laitteisto-ominaisuudet.
Vääristymä, johon keskitymme tänään, on täysin CGH:n optisen polun suunnittelussa.
Tarkasteltaessa korkealuokkaisia asfäärisiä tai vapaamuotoisia pintoja optisen polun suunnittelun suuren kulman, ei-aksiaalisten ominaisuuksien vuoksi CGH-substraatille projisoitu säde tuottaa luonnollisesti geometrisen epälineaarisen venytyksen tai puristuksen, joka on samanlainen kuin "huvitalopeili". Kun tämä suunnittelun vääristymä on olemassa, se aiheuttaa CGH:n diffraktioreunojen "tilamuodonmuutoksia".
1. Aaltorintamuunnoksen ja koordinaattimuunnosten olemus
CGH:n ydintehtävänä on muuntaa interferometrin antama standardi palloaalto (tai tasoaalto) aaltorintamaksi, joka sopii täydellisesti mitattavaan asfääriseen pintaan. Tämän monimutkaisen aaltorintamamuunnoksen saavuttamiseksi muodostetaan monimutkainen, epälineaarinen kartoitussuhde interferometrin ilmaisimen yksittäisten pikselien ja niiden todellisten paikkojen välille mitatulla pinnalla.
2. Projektion vääristymän visuaaliset ilmenemismuodot
Tämä epälineaarinen kartoitus johtaa suoraan projektion vääristymiseen. Teknisessä tarkastuksessa se ilmenee visuaalisesti mitatun komponentin geometrian vääristymänä tuloksissa. Esimerkiksi:
◆Pyöreä peili näkyy ellipsinä interferometristen testien tuloksissa;
◆Peli, joka on itse asiassa neliömäinen, näkyy tuloksissa puolisuunnikkaana.
Kvantitatiivinen esimerkki: Tutkimukset osoittavat, että asfäärisilla pinnoilla, joilla on suuria poikkeamia, CGH-kuvan vääristymän aiheuttama "suurennuspoikkeama eri säteittäisasennoissa" voi olla enintään 2,7:1! Tämä suuruus ylittää huomattavasti tavallisten optisten komponenttien toleranssialueen.
3. Tappava negatiivinen vaikutus poikkeavuusanalyysiin
Tämä vääristymä ei ainoastaan vääristä pintakuvaa, vaan vakavammin se muuttaa matalan asteen aberraatiot merkittäviksi korkean asteen poikkeavuuksiksi. Tämä tarkoittaa, että interferometrin antama pintavirheanalyysi on pohjimmiltaan virheellinen. Näiden virheellisten tietojen käyttäminen CNC-kiillotuskoneiden ohjaamiseen johtaa vääriin muodonkorjauspäätöksiin.
Interferometri havaitsee pistejakauman kuviossa
Pistejakauma mitattavalla asfäärisellä pinnalla
II. Tehottoman kiillotuksen hylkääminen: Vääntymän korjaus on ainoa avain pullonkaulojen voittamiseen asfäärisessä pintatyöstössä
Erittäin tarkassa valmistuksessa korjaamaton vääristymä tarkastuksen lähteessä voi laukaista kohtalokkaan ketjureaktion:
1. Kyvyttömyys konvergoida pinnan muotoa: Korkeamman asteen aberraatioiden käyttöönoton vuoksi komponenttien virhe tietyillä taajuuskaistoilla kasvaa sen sijaan, että se pienenisi jokaisen kiillotusjakson myötä, mikä johtaa koneistuksen noidankehään.
2. Hukkaa koneen aika: CNC-kiillotuskoneet käyttävät huomattavan määrän aikaa olemattomien, vääristyneiden virheiden "korjaukseen", mikä johtaa erittäin alhaiseen koneen käyttöasteeseen.
3. Sharp Drop in Yield: Suuren numeerisen aukon (NA) asfääristen pintojen tai monimutkaisten vapaamuotoisten pintojen tapauksessa pienetkin geometriset muodonmuutokset voivat aiheuttaa sen, että koko optinen järjestelmä ei täytä suorituskykystandardeja.
Lyhyesti sanottuna CGH-tarkastus ilman vääristymän korjausta antaa vain vääristyneen pinnan muotokuvan. Interferometrillä mitatut pinnan muototiedot voivat olla tarkkoja vain tiukan vääristymän korjauksen avulla, joka korjaa perusteellisesti fysikaalisten periaatteiden aiheuttaman epälineaarisen koordinaattimuunnoksen. Vain silloin työstökone voi "osoittaa ja ampua" ja saavuttaa todella tarkan kompensoinnin.
Testitiedot ennen vääristymän korjausta (peili on neliö).
Testitiedot vääristymän korjauksen jälkeen (peili on neliö).
III. Tavoittele absoluuttista tarkkuutta ja samalla äärimmäistä tehokkuutta
Aiemmin monet optisten laitteiden valmistajat epäröivät ottaa käyttöön vääristymän korjausta, koska perinteiset menetelmät luottivat korkean tarkkuuden koordinaattimittauskoneisiin (CMM) mittaamaan jokaisen viivan ja pisteen erikseen. Tämä ei vaatinut ainoastaan merkittäviä laiteinvestointeja, vaan sisälsi myös hankalan ja aikaa vievän testausprosessin, jossa toissijainen kiinnitys toi mukanaan uusia paikannusvirheitä. Tämän alan kipeän pisteen ratkaisemiseksi täydellisesti varasimme kiinteiden koordinaattien markkereita CGH-pääaluetta ympäröivälle kohdistusalueelle ja käytimme myöhemmin kehittyneitä säteenseurantaalgoritmeja vääristymien korjaamiseen in situ. Tämä päivitys integroi vääristymien korjauksen täysin päivittäiseen tarkastusprosessiin:
◆ Poistaa perinteisten CMM:ien tarpeen, mikä poistaa monimutkaiset offline-mittaukset ja kiinnitysvirheet;
◆ Säteenjäljitykseen perustuva suora geometrinen rekonstruktio parantaa merkittävästi tarkastus- ja korjaustehokkuutta ja varmistaa samalla absoluuttisen korjaustarkkuuden, mikä varmistaa, että korkean tarkkuuden asfäärinen pintatarkastus ei ole enää tuotantolinjan tuotantokapasiteetin pullonkaula.
CGH:n yleinen asettelukaavio
IV. Tehokkuuden ja tarkkuuden kaksoistaistelu: Kuinka suuri ero on kalibroinnin tekemisen ja tekemättä jättämisen välillä?
V. Valitse korkealaatuiset CGH:t varmistaaksesi, että jokainen kiillotusvaihe on tehokas
Tarkkuusoptiikan valmistuksen seuraava vaihe koskee absoluuttista tarkkuutta, mutta mikä vielä tärkeämpää, hukkamäärien ja tuotannon tehokkuuden hallintaa.
CGH-räätälöinnin asiantuntijana jokaisessa toimittamassamme CGH:ssa ei ole vain mikronanotason kuvioiden laatua, vaan mukana on myös erittäin tarkka ja tehokas vääristymän korjausratkaisu. Käytämme teknisiä innovaatioita yksinkertaistaaksemme prosesseja ja parantaaksemme tarkkuutta työpajassasi.
Hylkää tehoton kiillotus ja sano hyvästit käsittelypoikkeamille. Käytämme todella tarkkoja ja tehokkaita "viivoimia" korkean tarkkuuden optisen käsittelyn turvaamiseksi!
