一文讀懂光學(xué)元件面型檢測(cè)報(bào)告

來(lái)源：聯(lián)合光科技（北京）有限公司 2025年04月07日 14:54

一文讀懂光學(xué)元件面型檢測(cè)報(bào)告,，現(xiàn)代光學(xué)工程向一大一小兩個(gè)方向發(fā)展，“大”是指大口徑拼接技術(shù),，離軸非球面技術(shù)，往往應(yīng)用于大型望遠(yuǎn)鏡,、空間望遠(yuǎn)鏡、慣性制約聚變（ICF）裝置,。“小”是指亞納米級(jí)高精度面型,，低中高頻粗糙度,，多應(yīng)用于DUV,、EUV光刻設(shè)備,。

光學(xué)系統(tǒng)的研制需要高精度檢測(cè)技術(shù),，高精度的檢測(cè)技術(shù)支撐著光學(xué)系統(tǒng)的確定性制造和集成，以及光學(xué)系統(tǒng)仿真技術(shù),。目前行業(yè)的準(zhǔn)則就是沒(méi)有檢測(cè)就沒(méi)有控制，更沒(méi)有確定性加工,。

我們?nèi)粘＝佑|的光學(xué)元件性能參數(shù)中的面型規(guī)格有λ/4或者λ/10，這個(gè)參數(shù)是如何測(cè)定并且指代哪些具體的物理指標(biāo),，今天通過(guò)本文中的一份面型檢測(cè)報(bào)告來(lái)解讀。

目前行業(yè)內(nèi)的面型檢測(cè)干涉儀產(chǎn)品，主要是Nikon,，Zeiss,，和Zygo三個(gè)品牌,。干涉儀的工作原理都是利用準(zhǔn)直光線照射標(biāo)準(zhǔn)參考面（平面,，球面，非球面）和被測(cè)面（平面,，球面,，非球面）利用兩束反射光的干涉成像進(jìn)行檢測(cè),，具體細(xì)節(jié)不再贅述,。本文以Zygo的激光干涉儀為例說(shuō)明面型檢測(cè)報(bào)告中的核心干貨。

啟動(dòng)干涉儀的 MetroPro軟件,，設(shè)置好測(cè)試程序（如顯示剖面線,，3D模型，PSD,，澤尼克系數(shù)等）后就可以啟動(dòng)檢測(cè),，檢測(cè)報(bào)告頁(yè)面包含的信息有以下幾個(gè)方面。

1. PV數(shù)據(jù)

PV值代表被檢測(cè)表面上的最高點(diǎn)和低點(diǎn)之間的高度差,。RMS為檢測(cè)區(qū)域內(nèi)N個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)的平方和除以N以后的開(kāi)方值,，稱為均方根。此元件被測(cè)面的PV值為62.32nm,，rms值為8.295nm,。

2. 3D模型

MetroPro軟件可以利用被測(cè)面的采樣數(shù)據(jù)點(diǎn)轉(zhuǎn)坐標(biāo)，生成3D模型,，直觀的表現(xiàn)出面型的凹凸特性,。紅色為高點(diǎn)，藍(lán)色為低點(diǎn),。

3. PVr數(shù)據(jù)

由于干涉儀中使用的探測(cè)器的空間分辨率不同,，噪聲、鬼像條紋和亮點(diǎn)都會(huì)對(duì)它產(chǎn)生影響,，僅用相機(jī)上的兩個(gè)點(diǎn)（峰谷）來(lái)表達(dá)測(cè)量結(jié)果可能不是很精確,。PVr是一個(gè)新提出的穩(wěn)健振幅參數(shù)，它的計(jì)算方法是36階Zernike擬合的PV值+ 3倍殘差的均方根值,。此元件按照PVr參數(shù)計(jì)算的數(shù)值為45.98+3*2.97=54.9nm,。

4. XY軸剖面曲線圖

在第一部分的PV數(shù)據(jù)圖中，被檢測(cè)面的X和Y坐標(biāo)軸的剖面數(shù)值曲線顯示在此圖中,，綠色線表示X軸,，藍(lán)色線表示Y軸,。

5. 干涉條紋圖

這個(gè)干涉條紋就是被測(cè)面和基準(zhǔn)面的干涉條紋圖像，理想的干涉條紋應(yīng)該是等間距且平行,，條紋的偏轉(zhuǎn)情況代表著被測(cè)面與基準(zhǔn)面的凹凸關(guān)系,。

除了小型標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)元件（直徑<100mm）的入庫(kù)質(zhì)檢，在大型光學(xué)元件的制造過(guò)程中,，干涉儀還起到過(guò)程監(jiān)控的作用,，由于大型光學(xué)元件材料比較昂貴，每道加工工序都要求嚴(yán)格控制,。大型光學(xué)元件加工過(guò)程為粗磨,、精磨和拋光這三道工序，粗磨和精磨工序需用三坐標(biāo)進(jìn)行外形尺寸測(cè)量,，拋光工序主要用干涉儀監(jiān)測(cè)工作面面型,。

聯(lián)合光科銷售的現(xiàn)貨標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)元件在入庫(kù)前，都會(huì)使用干涉儀檢查元件工作面是否符合面型規(guī)格要求,，普通光學(xué)元件工作面面型精度不低于λ/4,，高精度產(chǎn)品的工作面面型精度不低于λ/10，我們確保我們的現(xiàn)貨標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)產(chǎn)品符合標(biāo)稱面型指標(biāo),。

相關(guān)產(chǎn)品

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