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点衍射干涉仪的精度检验方法

更新时间:2023-05-22 点击次数:843

点衍射干涉仪的精度检验方法


点衍射干涉仪(Point Diffraction Interferometer,PDI)是一种基于衍射干涉原理的光学测量设备。它利用激光束小孔后产生接近理想的点光源对物体表面进行测量,可以实现对物体形状、表面粗糙度、折射率等参数的高精度测量。点衍射干涉仪不需要标准参考件,可以用于超高精度面型的检测,是一种非常重要的高精度测量仪器。


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1.1测试光路


测试系统主要由D7点衍射干涉仪主机,准直器,5mm口径铝镜,光学平台等构成。


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1.2 测试环境


温度: 21℃±1℃;

湿度: 30%-70%


1.3 绝 对精度检测(Accuracy)

 

绝 对精度的检测采用波前均方根差(wavefront RMS differential ,WRMSD)的计算方法,WRMSD是干涉仪稳定性和测量有效性的严格标准。它定义为所有测量波前差异的均方差加上2X均方差的测量集,并定义为所有测量波前的平均值的综合参考。


测试步骤:

1) 测试部分从0°开始绕光轴以45°步长旋转8次进行测量。旋转是必要的,以排除测量系统设置引起的所有旋转不对称像差。


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2) 测试部分从22.5°开始绕光轴以45°步长旋转8次进行测量。


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3) 在没有平滑的情况下处理干涉图后,从0°开始的8个波前进行平均计算,得到平均波前WF0AVG_0,然后从22.5°开始的8个波前也进行平均计算,得到平均波前WF0AVG_225。


4) 计算WF0AVG_0和WF0AVG_225的差异,得到绝 对精度。


上海昊量光电设备有限公司销售的点衍射干涉仪,型号D7在客户现场进行了干涉仪精度的检测,实验测得该干涉仪的精度为0.707nm RMS 


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图1 绝对精度检测结果



1.4 重复精度检测(Repeatability)


重复精度的检测采用波前均方根差(wavefront RMS differential ,WRMSD)的计算方法。对如下图2的波前进行重复性测量,共计测量30组,每组测量5次。选取1,3,5,7…29奇数组的数据进行平均,得到平均波前WF0AVG_29,选取2,4,6,8…30偶数组的数据进行平均,得到平均波前WF0AVG_30。计算WF0AVG_0和WF0AVG_225的差异,得到重复精度。


上海昊量光电设备有限公司销售的爱沙尼亚Difrotec公司的点衍射干涉仪的重复精度,经过测量计算,重复精度为:0.25nm RMS(λ/2500),如下图3。


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图2 铝镜面型3D图


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图3 重复精度检测结果



1.5 干涉仪系统配置

D7:点衍射干涉仪主机;DA1:150mm/230mm准直器


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上海昊量光电设备有限公司作为爱沙尼亚Difrotec公司在中国地区的du 家代理商,为您提供专 业的选型以及技术服务。



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