不正確な位置決め: 沈黙の中で簡単に苦しむ落とし穴。現実世界のシナリオを考えてみましょう。凹面非球面鏡を検査しています。 CGHを設計し、光路を設定し、干渉縞を出しました。経験に基づいて、ミラーをわずかに調整します。フリンジもきれいに見え、PV 値も良好で、安堵のため息がつきます。しかし 3 か月後、システムにミラーが取り付けられましたが、画質は標準以下でした。調査の結果、曲率半径が設計値と10マイクロメートル以上異なることがわかりました。問題はどこにありましたか?検査中、ミラーは理論上の姿勢にありませんでした。 「最適なフリンジ」に調整したと思っていましたが、実際には、曲率半径の製造誤差を補正するために姿勢偏差を使用していました。2 つの誤差が互いに打ち消し合い、一貫性はあるものの真から逸脱した錯覚が生じています。さらに厄介なのは、ミラーの曲率半径自体に問題があり、姿勢を理論値に正確に制御していない場合、測定された表面データが混乱してしまうことです。どの程度が表面形状の問題で、どの程度が姿勢の問題であるかを判断することは不可能です。この落とし穴を回避するにはどうすればよいでしょうか?のぞき穴。のぞき穴は理論上の姿勢をどのように保証するのでしょうか? CGH (凹面非球面ミラー) 検査システムでは、キャッツアイ構造の中核となるタスクは明確です。それは、テスト対象のミラー (DUT) と CGH が理論上の姿勢を確実に維持することです。理論上のポーズとは何ですか?これは設計段階で厳密に計算された空間関係であり、軸方向の距離、傾き、偏心率はすべて明確に定義された設計値です。キャッツアイの仕事全体は、実際に組み立てられたポーズがこれらの設計値と一致することを確認することです。実際にはどのように機能しますか?一般的な検査シナリオを使用して分析してみましょう。シナリオ: CGH が検査され、位置合わせホログラフィック領域があります。この領域から投射された光は、DUT によって反射された後、キャッツアイ画像 (通常は明確で焦点が合った光のスポット) を形成します。
図 1. キャッツアイ検出の光路
操作手順は以下のとおりです。 1. 粗調整：テストミラーと CGH を所定の位置に取り付け、軸間距離、傾き、偏心量が理論値に近づくように調整します。 2. キャッツアイ微調整: ホログラフィック ディスプレイに投影されたキャッツアイ画像を観察します。テストミラーの位置と姿勢が徐々に理論値に近づくにつれて、キャッツアイ画像はあらかじめ設定された最適な形状に近づく傾向があります。
図 2. ポーズが正しい場合のキャッツアイ画像。
図 3. 姿勢が正しくないキャッツアイ画像 (軸距離誤差と傾き)。
3. 位置ロック: キャッツアイ画像が事前に設定された基準に達すると、テスト中のミラーが理論上の位置にあることを示します。この時点で、すべての調整機構がロックされ、表面形状の検出が始まります。ここでのキャッツアイは本質的に高感度の「位置インジケーター」として機能します。ミラーの位置が「所定の位置」にあることを示します。設置後に測定された表面形状データは、理論上の位置でのミラーの真の性能です。実際の事例: 球面収差はどこから来るのでしょうか?シミュレーションが答えを提供します。原理が明確になったので、実際のエンジニアリング シナリオを見てみましょう。多くのフィールド エンジニアは、この場合のトラブルシューティング プロセスに共感するかもしれません。非球面レンズがあり、その表面形状は最初に DUI 非接触表面形状計を使用して検出されます。表面形状計は光学プローブを介してミラーの輪郭をスキャンし、表面トポグラフィー データを直接取得します。測定結果は問題ありません。表面形状はかなりきれいに見えます。
図 4 飲酒運転テストの結果
同じレンズを CGH テスト システムで再度テストしました。キャッツアイは正しく位置合わせされ、ポーズは理論値にロックされました。その結果、大きな球面収差が顔にはっきりと確認できました。
図5 CGH試験結果
2つの報告書がテーブルの上に置かれていました。 DUIは面形状は良好だとしているが、CGHは大きな球面収差があるとしている。どれを信じるべきでしょうか？この球面収差の原因を見つけるために、DUI を使用してレンズの曲率半径を測定しました。非接触表面形状計は、外部の基準波面に依存せずに、母線を直接スキャンして曲率半径を適合させることができます。測定結果は、測定された曲率半径が理論値と 112 μm 異なっていたという結果でした。次に、この曲率半径の偏差をCGH検出系の光学シミュレーションモデルに代入した。シミュレーション結果が得られた後、それらを CGH から測定された表面形状データと比較したところ、両者は非常によく一致しました。この大きな球面収差は、まさに理論上の姿勢の下で曲率半径の偏差が示すはずの挙動でした。
図6 シミュレーション結果
これでチェーンは閉じられます。曲率半径の偏差 → 球面収差は理論上の姿勢で現れるはずです → CGH 測定の球面収差はシミュレーションと一致します → CGH 測定は実際の球面収差です。 DUI では、なぜこれまで表面形状の結果に明らかな球面収差が示されなかったのでしょうか?非接触表面形状計が表面を走査するとき、測定座標系とミラーの機械的基準の間の対応はクランプ姿勢に依存するためです。ミラーが理論上の姿勢で厳密にロックされていない場合、曲率半径の偏差によって生じる表面形状成分が測定姿勢の変化によって薄められ、さらにデータ処理で平滑化され、最終的に表面形状レポートでは「目立たない」ように表示される可能性があります。しかし、曲率半径の測定値は嘘をつきません。DUI によって測定された曲率半径の値は理論値から逸脱しており、この偏差はシミュレーションに投入された後、CGH によって測定された球面収差とまったく同じになります。 CGH + キャッツアイの組み合わせの何がそんなに強力なのでしょうか?表面形状誤差と曲率半径誤差を分離します。ポーズが固定されている場合、曲率半径のずれは球面収差となり、隠れる場所がありません。さらに、この球面収差はシミュレーションによって再現できます。これはどこからともなく現れるのではなく、理論上の姿勢の下で曲率半径の偏差が必然的に現れるものです。これは最前線のオペレーターにとって何を意味しますか?キャッツアイによる理論上の姿勢の保証は、オンサイトのテストに具体的な変化をもたらします。
◆ 所持は証拠に基づいて行われるようになりました。ミラーの配置の正確さは、もはや「縞模様の見た目」によって判断されることはありません。キャッツアイ画像はストライプとは独立した定量的なポーズ判定基準である。
◆ 面形状データは信頼性があります: 姿勢を固定した状態で測定された面形状は、ミラー自体の真の面形状です。曲率半径が正しくない場合、表面の形状は焦点が合っていない状態を正確に反映し、間違った姿勢によって隠蔽されることはありません。
◆ 再現性：キャッツアイ画像の基準は、オペレータに関係なく変わりません。張三と李斯が調整したポーズは同じポーズです。
◆ 異なる機器からのデータが矛盾する場合、問題を解決する明確な方法があります。CGH にはポーズをロックするキャッツアイがあり、理論上のポーズの下で実際の表面形状を測定します。他の方法では、ポーズが厳密にロックされていない場合、「見栄えの良い」データが正しくない可能性があります。この場合、曲率半径を個別に測定することで答えが得られることがよくあります。最後に、CGH テスト システムでは、波面補正が最も頻繁に言及されます。これにより、表面形状の精度が保証されます。ただし、波面補償は、テストされるミラーと CGH (カーブ フロント ゲージ) の間の姿勢が理論的に設計された状態にあるという仮定に依存します。キャッツアイはポーズを固定する「安定力」の役割を果たします。ポーズを固定すると鏡の本当の姿が浮かび上がります。曲率半径は正しいか間違っています。何も隠されていません。そして、これはまさに、精度テストに最も必要なもの、つまり信頼性です。
