I. 보이지 않는 표면 형상 킬러: 피할 수 없는 "투영 왜곡"
CGH(Computational Hologram)의 정밀 보정을 논의할 때 많은 동료들은 두 가지 개념을 쉽게 혼동합니다. 하나는 광 경로 설계로 인한 기하학적 왜곡이고 다른 하나는 노광 장비 자체의 직접적인 쓰기 위치 오류입니다. 실제로 이들은 완전히 다른 두 명의 "비하인드 드라이버"입니다.
직접 쓰기 위치 오류는 리소그래피 기계 또는 전자 빔 직접 쓰기 단계에서 나노 크기 조각 중 기계적 움직임이나 좌표 스티칭으로 인해 발생하는 물리적 위치 편차를 나타냅니다. 이는 제조 장비의 하드웨어 기능을 테스트합니다.
오늘 우리가 집중할 왜곡은 전적으로 CGH의 광학 경로 설계 내에 존재합니다.
고차 비구면 또는 자유형 표면을 검사할 때 광 경로 설계의 큰 각도, 비축 특성으로 인해 CGH 기판에 투사된 빔은 자연스럽게 "펀하우스 거울"과 유사한 기하학적 비선형 스트레칭 또는 압축을 생성합니다. 이러한 설계 왜곡이 존재하면 CGH의 회절 무늬에 "공간적 변형"이 발생하게 됩니다.
1. 파면변환과 좌표변환의 본질
CGH의 핵심 작업은 간섭계에서 출력되는 표준 구면파(또는 평면파)를 측정 중인 비구면 표면과 완벽하게 일치하는 파면으로 변환하는 것입니다. 이러한 복잡한 파면 변환을 달성하기 위해 간섭계 검출기의 개별 픽셀과 측정된 표면의 실제 위치 사이에 복잡한 비선형 매핑 관계가 형성됩니다.
2. 투영 왜곡의 시각적 표현
이 비선형 매핑은 투영 왜곡을 직접적으로 초래합니다. 엔지니어링 검사에서는 결과에서 측정된 구성요소의 형상 왜곡으로 시각적으로 나타납니다. 예를 들어:
◆실제로 원형인 거울은 간섭계 테스트 결과에서 타원으로 나타납니다.
◆실제로 정사각형인 거울은 결과에서 사다리꼴로 나타납니다.
정량적 예: 연구에 따르면 편차가 큰 비구면 표면의 경우 CGH 이미징 왜곡으로 인해 발생하는 "다른 방사형 위치에서의 배율 편차"가 최대 2.7:1에 도달할 수 있습니다! 이 크기는 일반 광학 부품의 허용 오차 범위를 훨씬 초과합니다.
3. 수차 분석에 대한 치명적인 부정적인 영향
이러한 왜곡은 표면 이미지를 왜곡할 뿐만 아니라 더 심각하게는 저차 수차를 상당한 고차 수차로 변환합니다. 이는 간섭계가 제공하는 표면 오류 분석이 근본적으로 잘못되었음을 의미합니다. 이러한 잘못된 데이터를 사용하여 CNC 연마 기계 도구를 안내하면 잘못된 형상 수정 결정이 내려지게 됩니다.
패턴 내 포인트 분포의 간섭계 감지
측정할 비구면의 점 분포
II. 비효율적인 연마 거부: 왜곡 보정은 비구면 표면 가공의 병목 현상을 극복하는 유일한 열쇠입니다
초정밀 제조에서는 검사 소스의 수정되지 않은 왜곡으로 인해 치명적인 연쇄 반응이 발생할 수 있습니다.
1. 표면 형상 수렴 불가: 고차 수차의 도입으로 인해 특정 주파수 대역의 부품 오차는 연마 사이클마다 감소하지 않고 증가하여 가공의 악순환을 초래합니다.
2. 낭비되는 기계 시간: CNC 연마 기계는 존재하지 않는 왜곡된 오류를 "수리"하는 데 상당한 시간을 소비하므로 기계 활용도가 극도로 낮아집니다.
3. 수율의 급격한 하락: 높은 개구수(NA) 비구면 표면 또는 복잡한 자유형 표면의 경우 미세한 기하학적 변형이라도 전체 광학 시스템이 성능 표준을 충족하지 못할 수 있습니다.
즉, 왜곡 보정이 없는 CGH 검사는 왜곡된 표면 형상 이미지만 제공합니다. 엄격한 왜곡 보정, 즉 물리적 원리로 인한 비선형 좌표 변환을 철저하게 보정해야만 간섭계로 측정된 표면 형상 데이터가 정확해질 수 있습니다. 그래야만 공작 기계가 "조준 후 촬영"하여 진정으로 정밀한 보정을 달성할 수 있습니다.
왜곡 보정 전 데이터를 테스트합니다(거울은 정사각형임).
왜곡 보정 후 테스트 데이터(거울은 정사각형임)
III. 절대적인 정밀도를 추구하는 동시에 최고의 효율성을 위해 노력합니다.
과거에는 각 선과 점을 개별적으로 측정하기 위해 고정밀 좌표 측정기(CMM)에 의존하는 기존 방법에 의존했기 때문에 많은 광학 제조업체가 왜곡 보정 구현을 주저했습니다. 이를 위해서는 상당한 장비 투자가 필요할 뿐만 아니라 번거롭고 시간이 많이 걸리는 테스트 프로세스가 필요했으며, 2차 클램핑으로 인해 새로운 위치 오류가 발생했습니다. 업계의 이러한 문제점을 완전히 해결하기 위해 우리는 주요 CGH 영역 주변의 정렬 영역 내에 고정 좌표 마커를 미리 예약한 후 현장 왜곡 보정을 위해 고급 광선 추적 알고리즘을 사용했습니다. 이 업그레이드는 왜곡 보정을 일일 검사 프로세스에 완전히 통합합니다.
◆ 기존 CMM의 필요성을 없애고 복잡한 오프라인 측정 및 클램핑 오류를 제거합니다.
◆ 광선 추적을 기반으로 한 직접적인 기하학적 재구성은 검사 및 수정 효율성을 크게 향상시키는 동시에 절대적인 수정 정확도를 보장하여 고정밀 비구면 검사가 더 이상 생산 라인의 생산 능력에 병목 현상을 일으키지 않도록 보장합니다.
CGH 전체 레이아웃 다이어그램
IV. 효율성과 정확성의 이중 전투: 교정을 수행하는 것과 수행하지 않는 것의 차이는 얼마나 큽니까?
V. 모든 폴리싱 단계가 효과적인지 확인하려면 고품질 CGH를 선택하세요.
정밀 광학 제조의 다음 단계는 절대적인 정밀도에 관한 것이지만 더욱 중요한 것은 낭비율과 생산 효율성을 제어하는 것입니다.
귀하의 CGH 맞춤화 전문가로서 우리가 제공하는 모든 CGH는 마이크로 나노 수준의 패턴 품질을 자랑할 뿐만 아니라 고정밀, 고효율 왜곡 보정 솔루션이 표준으로 제공됩니다. 우리는 기술 혁신을 통해 작업장의 프로세스를 단순화하고 정밀도를 향상시킵니다.
비효율적인 연마를 거부하고 가공 편차에 작별을 고하십시오. 귀하의 고정밀 광학 처리를 보호하기 위해 정말 정확하고 효율적인 "자"를 사용합시다!
