振幅ベースの CGH と位相ベースの CGH の比較
I. 選択の最終ライン: 「試験対象の材料」によって決定されます。
を選択するときは、CGHタイプの場合、主に考慮すべき点は、テストされる表面の反射率です。干渉計テストの核心は、参照ビームとテストビームの「強度マッチング」にあります。 2 つのビームの強度が類似している場合にのみ、フリンジ コントラストが最適になります。
●振幅型CGH: 高反射率素材の第一選択
試験片が金属、単結晶シリコン (Si)、変性炭化ケイ素 (SiC)、または金属ゲルマニウム (Ge) の場合、これらの材料は反射率が高くなります。振幅型CGH回折効率が比較的低く (約 10%)、高反射率のバックライトの強度のバランスが完全に取れ、インターフェログラムが明るくなりすぎてピクセルが飽和するのを防ぎます。
●フェーズ式CGH: 低反射素材の救世主
光学ガラス、石英、微結晶ガラスなどの材料の場合、通常、表面反射率は非常に低くなります。振幅型 CGH を使用すると、バックライト信号が非常に弱く、バックグラウンド ノイズにかき消されてしまいます。この時点では、フェーズタイプCGH40%を超える回折効率を利用して、信号光のすべての貴重なビームを「絞る」ことで、コントラストの高い鮮明なフリンジを取得する必要があります。
II.迷光抑制：フェーズ式の「ノイズリダクション」魔法CGH
でCGH設計とテストでは、0 次（透過光）と 2 次（高次の回折）迷光を分離するのが非常に困難です。適切に処理しないと、メインの測定波面に重なり、表面データにアーチファクトや周期的なノイズが発生します。
●振幅タイプ: エネルギーは複数の次数に分散され、0 次と 2 次のエネルギーが大きくなり、非常に高い空間周波数フィルタリングが必要になります。
●フェーズ型：エッチング深さを精密に設計したフェーズ型。CGH物理レベルでの「エネルギー伝達」を実現できます。 0次と2次のエネルギーを大幅に抑制し、光エネルギーを必要な+1次測定波面に集中させることができます。この固有の周波数選択性により、干渉計画面上の背景が非常にきれいになり、より信頼性の高い測定データが得られます。
例：反射率4%の非球面レンズを例に、振幅型のフリンジコントラストを比較してみます。CGHそしてフェーズタイプCGH:
与えられた条件:
●干渉計基準面（TF）透過率（T_TF）：96％
●干渉計基準面（TF）反射率（R_TF）：4％（参照光Irとして）
●被測定部の表面反射率(Rs)：4%(光学ガラス)
● コントラストの計算式: V = [2 * sqrt(Ir * It)] / (Ir + It)
1. 振幅型CGH: 干渉計から放射される信号光線の「エクストリーム チャレンジ」は、基準面 (TF) を通過し、基準面を往復します。CGHそして最後に干渉計に戻ります。
●参照光強度 Ir:4%=0.04
●測定光強度 It：It = T_TF * 回折効率_in * Rs * 回折効率_out * T_TF 回折効率が 10% の場合： It = 0.96 * 0.10 * 0.04 * 0.10 * 0.96 = 0.00037
●ストライプコントラスト V_amp: V = [2 * sqrt(0.04 * 0.00037)] / (0.04 + 0.00037) = 0.189
2. フェーズタイプCGH：エネルギーの「黄金比」
●参照光強度 Ir:0.04
●測定光強度It：位相型回折効率40%の場合：It = 0.96 * 0.40 * 0.04 * 0.40 * 0.96 = 0.00589
●ストライプコントラスト V_phase: V = [2 * sqrt(0.04 * 0.00589)] / (0.04 + 0.00589) = 0.668
●下図は、シミュレーションによるコントラスト比 V=0.189 と V=0.668 の比較を示しています。
異なるコントラストの干渉縞
Ⅲ．処理ルートの網羅的分析
どちらの方法も同じ点から始まりますが、「形成」段階で分岐します。
1. 振幅型CGH: 金属膜の「引き算」芸術
●プロセス：石英基板上にクロム（Cr）膜をスパッタリングし、レーザーや電子ビームでパターンを直接描画し、ウェットエッチングを行います。
● 結果: 「透明」領域と「不透明」領域が交互に現れるパターンが形成されます。その精度はスクライビング装置の位置精度に依存します (Zhixing Optics は 3 シグマ <20 nm を達成できます)。
2. フェーズタイプCGH：石英基板の「彫刻」工程
● プロセス: 振幅タイプの方法に基づいて、イオン ビーム エッチング (IBE) または反応性イオン エッチング (RIE) という重要なステップが追加されます。
● 深さ制御: エッチングの深さは検出波長と厳密に一致する必要があります。 633 nm の波長では、位相差によって最適な光エネルギー分布と迷光抑制が確実に達成されるように、通常、エッチング深さはナノメートル レベルで正確に制御されます。
CGH処理フローチャート
IV. Ningbo Zhixing Optical の独自のソリューション: ハイブリッド処理技術
現場での組み立てと調整には、業界で広く認識されている問題点があります。CGHエネルギーが高いため、アライメント領域が反射に使用されるため、特に 3 次の回折光をアライメントする場合、反射率が低くなり、フリンジ コントラストが非常に低くなり、現場での調整が非常に困難になります。
これに対処するには、寧波志興光学は独自のプロセスを開発しました。
コアテクノロジー: アライメントエリアの振幅 + メインエリアの位相
●メイン測定エリア（フェーズタイプ）：光学ガラスや微結晶材料などの低反射率材料に対して高効率で迷光の少ない測定波面を提供し、テストエリアで高いコントラストを確保します。
●アライメントマーキングエリア（振幅タイプ）：金属クロム膜構造を意図的に残してアライメントエリアのフリンジコントラストを向上させ、光路組立・調整時に光スポットを瞬時に捉えることができ、作業効率が大幅に向上します。
V. まとめ: 適切なモデルを選択するにはどうすればよいですか?
知識と行動の統一、無限の光学。寧波志興光学技術有限公司は半導体および商業航空宇宙分野に焦点を当てており、クロスバンド測定からマルチパラメータ同期校正までの完全なホログラフィック ソリューションを提供します。
