联合光科：一文读懂光学元件面型检测报告收藏

现代光学工程向一大一小两个方向发展，“大”是指大口径拼接技术，离轴非球面技术，往往应用于大型望远镜、空间望远镜、惯性制约聚变（ICF）装置“小”是指亚纳米级高精度面型，低中高频粗糙度，多应用于DUV、EUV光刻设备。

高端光学系统的研制需要高精度检测技术，高精度的检测技术支撑着光学系统的确定性制造和集成，以及光学系统仿真技术目前行业公认的准则就是没有检测就没有控制，更没有确定性加工我们日常接触的光学元件性能参数中的面型规格有λ/4或者λ/10，这个参数是如何测定并且指代哪些具体的物理指标，今天通过本文中的一份面型检测报告来解读。

目前行业内的面型检测干涉仪产品，主要是Nikon，Zeiss，和Zygo三个品牌干涉仪的工作原理都是利用准直光线照射标准参考面（平面，球面，非球面）和被测面（平面，球面，非球面）利用两束反射光的干涉成像进行检测，具体细节不再赘述。

本文以Zygo的激光干涉仪为例说明面型检测报告中的核心干货启动干涉仪的 MetroPro软件，设置好测试程序（如显示剖面线，3D模型，PSD，泽尼克系数等）后就可以启动检测，检测报告页面包含的信息有以下几个方面。

1、PV数据

PV值代表被检测表面上的最高点和最低点之间的高度差。RMS为检测区域内N个数据点的平方和除以N以后的开方值，称为均方根。此元件被测面的PV值为62.32nm，rms值为8.295nm。2、3D模型

MetroPro软件可以利用被测面的采样数据点转坐标，生成3D模型，直观的表现出面型的凹凸特性。红色为高点，蓝色为低点。3、PVr数据

由于干涉仪中使用的探测器的空间分辨率不同，噪声、鬼像条纹和亮点都会对它产生影响，仅用相机上的两个点（峰谷）来表达测量结果可能不是很精确PVr是一个新提出的稳健振幅参数，它的计算方法是36阶Zernike拟合的PV值+ 3倍残差的均方根值。

此元件按照PVr参数计算的数值为45.98+3*2.97=54.9nm4、XY轴剖面曲线图

在第一部分的PV数据图中，被检测面的X和Y坐标轴的剖面数值曲线显示在此图中，绿色线表示X轴，蓝色线表示Y轴。5、干涉条纹图

这个干涉条纹就是被测面和基准面的干涉条纹图像，理想的干涉条纹应该是等间距且平行，条纹的偏转情况代表着被测面与基准面的凹凸关系除了小型标准光学元件（直径<100mm）的入库质检，在大型光学元件的制造过程中，干涉仪还起到过程监控的作用，由于大型光学元件材料比较昂贵，每道加工工序都要求严格控制。

大型光学元件加工过程为粗磨、精磨和抛光这三道工序，粗磨和精磨工序需用三坐标进行外形尺寸测量，抛光工序主要用干涉仪监测工作面面型 联合光科销售的现货标准光学元件在入库前，都会使用干涉仪检查元件工作面是否符合面型规格要求，普通光学元件工作面面型精度不低于λ/4，高精度产品的工作面面型精度不低于λ/10，我们确保我们的现货标准光学产品符合标称面型指标。

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