JUSTY Inc.

光関連装置と部品、研究開発のための装置と部品の販売

Optics and R & D Equipments

超高精度 λ/1000 干渉計 Difrotec

Difrotec

干渉計 D7

オングストロームスケールの世界最高精度
⦿ 絶対精度 λ/1000 (0.6nm)
⦿ 開口部の大きさ 0.55 (f# 0.91)
⦿ 繰り返し精度 (単純RMS)  < 0.06 nm
⦿ 測定波長 632.8nm


DIFROTEC D7であなたの光学系をテストします。
サービス内容
⦿ テストと製作
⦿ 球面、平面、非球面、自由曲面のテスト
⦿ 光学系の透過波面検査
⦿ 曲率半径の測定
⦿ 光学設計・製作

ディフロテックは、光学テストの画期的な技術を開発しました。
D7は、表面形状や透過波面品質を超高精度で測定する、位相シフト式の点回折コモンパス干渉計です。
D7は、面や波面の絶対的な形状を検出します。
絶対値とは、測定された形が絶対的な基準、すなわちサブ波長アパーチャによる光の回折によって生じる完全な球形の波面から数えられることを意味します。
  

性能
ピーク・ツー・バレー)Peak-to-valley)の絶対精度: ±0.6 nm(λ/1000)
ピークからバレーまでの分解能:  0.05 nm (λ/12000)
波面RMSの再現性:  < 0.23 nm (λ/2800)
単純RMS繰返し精度:  < 0.06 nm (λ/10500)
レーザーの種類と波長: 安定化He-Ne, 632.8 nm
数値開口部NA:  0.55 (f# 0.91) 
データ収集: 位相シフト干渉計(PSI 

測定方式
1. 球面コンケーブ(凹面):
     
2. 球面コンベックス(凸面):
     
3. 平面:
     


縦置き
     
4. 光学系(波面品質検査):
     


光学検査・測定

光学系のコンケーブ(凹面)、コンベックス(凸面)、コーナーリフレクター、平面、非球面、自由曲面、透過波面などの表面形状や、曲率半径の測定などの光学検査・測定を行います。

光学設計・製作

高精度光学系のコンピュータモデリングにおける30年以上の経験に基づき、高品質の光学系を設計・製造するための独自のパートナーシップを確立しています。光学機器の製造における当社の長期的なパートナーは、KPU - Korea Polytechnic Universityです。

ディフロテック
製品とサービス
超高精度干渉計とカスタム光学ソリューション


製品概要

干渉計は、高精度のサーフェスマップを得るための最初の光学的計測法です。高精度のサーフェスマップを得ることができます。ディフロテックは インターフェロメトリ測定の画期的なイノベーションを発表しました。 コンパクトで使いやすく、信頼性の高い干渉計です。技術を大きく前進させました。

精密に加工されたマウントで光学部品をテスト

干渉計 D7  Interferometer D7
ディフロテックの干渉計D7は、干渉計市場における精度のフラッグシップです。マーケットは、光学的な表面の形状を測定し 光学面の形状や波面を測定する装置です。
波面を測定する装置です。測定値と実測値の差は 0.6nm以下であること。それがD7の精度値です。

D7はコンパクトで信頼性が高く、使いやすい。

D7は、フリンジパターン処理ソフト「DifroMetric」が付属したスタンドアローンのハードウェアです。
     
世界記録を達成
干渉計D7は、世界最高精度の0.6nmまたは6Ångströmの精度と優れた再現性を実現しています。

技術情報
D7は、位相シフトコモンパスポイント回折干渉計(PSPDI)です。一般的なフィゾー干渉計では基準光学系が必要で、追加の誤差が発生したり、表面の詳細がマスクされたりしますが、D7ではピンホール(薄い金属膜のサブ波長の開口部)から回折された波面が完全な基準となります。D7は特許出願中です。

特徴

優位性

利点

理想的なリファレンス:物理的なリファレンスを使用することによる誤差の伝播がない。

◉ 膨大な数のリファレンスを変更する必要がないため、時間を節約できます。
◉ 高価なリファレンスキットを購入する必要がないため、コスト削減につながる。

フィゾー干渉計に使用されている標準的な性能の透過球に比べ、100倍の精度を実現。

◉ 精度を高めるための中間的な機器や追加的な方法が必要ないため、時間とコストの節約になります。

D7は他の干渉計に比べて、より多くの表面形状を検査することができる。

◉ 光学システムの設置・発売前に製造上のミスを明らかにすることによるコスト削減

安定性と堅牢性

◉ 優れた再現性により、継続的な証明を必要としない結果が得られるため、時間を節約できます。
◉ D7は特別な環境条件を必要としないため、コスト削減につながります。

幅広いアプリケーションに対応

◉ コンパクトでシンプルなセットアップにより、研究室や工場の現場(in-situ)で、垂直および水平方向に使用することができ、時間とコストを節約できます。

リトレースエラーなし

◉ 非球面や自由曲面を測定する際のセットアップが簡素化され、時間とコストの削減につながります。

仕様

性能  
精度: ≤0.6 nm (λ/1000)
波面RMS繰り返し精度: ≤0.23 nm (λ/2800)
取得時間: 10 msec.
光学

システム クリアー開口部 (NA):

0.6 (F# 0.83)

システムの撮像の開口数(NA):

0.55 (F# 0.91)

画像ズームシステム:

4× ソフトウェアインターフェースで制御される光学ズーム

イメージング:

コヒーレント(拡散ガラスなし)、アーチファクト除去オプション付き

CCD カメラ:

0.5k × 0.5k (オプション: 1k x 1k, 2k x 2k or 5k x 5k)

高さ方向の解像度:

λ/8000

ピクセル深度(デジタル化):

12 bits

露光時間:

40 μs 最小

センサーピクセル解像度:

500 × 500 on ≥50 mm diameter part

フォーカスコントロール:

モーター駆動、ソフトウェアインターフェースによる制御

光学的フォーカス範囲:

± 2 m

イルミネーション

レーザーの種類と波長:

安定化 He-Ne, 632.8 nm

レーザー出力:

2 mW (必要に応じて高出力化も可能)

偏光:

調整可能なテスト面の特性

可干渉距離:

≥100m

システム

データ取得:

PSI(Phase Shifting Interferometry)またはスタティック

PSI 方式:

PZT エレクトリック 位相シフト

アライメント範囲:

± 2.5 deg.

アライメントタイプ:

デュアル スポット

アライメント レティクル:

コンピュターコンピュータ生成

D7には物理的な参照光学系がありません。
D7の動作原理(具体的な回路図は非公開)

2ビーム位相シフト式点光源干渉計は、2つの独立した操舵可能なビームを利用することで、他の方式に比べて大きな利点があります。ここでは、テストビームとリファレンスビームが互いに直交しており、リファレンスの強度を調整することができます。凹面の形状は直接測定することができますが、他の種類の光学部品は非精密なアクセサリを使用して測定します。


応用
Difrotec社のD7は、既存のFizeau干渉計の検証を目的としています。リファレンスレスの設計により、D7は複雑な形状や大きな非球面の出発点を持つ高精度光学部品のテストに適しています。D7はコンパクトで信頼性が高く、使いやすい干渉計であり、一般的な光学部品の測定にも同様に優れています。


波面品質
⦿ プロジェクションレンズ - 望遠鏡
⦿ マイクロスコープ
⦿ フォトレンズ

光学的表面品質
⦿ 球面
⦿ フラット
⦿ コーナーキューブ
⦿ 非球面
⦿ フリーフォーム
⦿ 参照光学系

曲率半径
⦿ 長距離センサーとD7の高いフォーカス精度を組み合わせることで、ppmのRoC精度を実現

画質
⦿ 導入前に光学系の解像力を検証する。

応用事例

D7での測定事例
D7では、2つの同じレンズの間に有意な差があり、解像度が3倍も低下すると予測されました。画質を検証することで 軌道上から画質を検証できることは 軌道上で画質を確認できることはミッションには欠かせません。

1. 宇宙カメラの画質を検証する。

Difrotec社はTartu天文台用の2つのレンズ、レンズ1とレンズ2、宇宙衛星Student Earth Orbiter (ESEO)用のレンズをテストしました。宇宙技術局は、520kmの宇宙空間に打ち上げられた後に最高品質の画像を表示するために、レンズが指定された仕様と同等であるかどうかを確認したいと考えました。
D7は、同一のレンズと思われる2つのレンズの波面品質が大きく異なり、画像の解像度も3倍劣っていることを発見した。D7は、波面収差3λのレンズの品質差をλ/1000の精度で識別した。レンズ1は1ピクセルあたり20メートル、レンズ2は520kmの作動距離で1ピクセルあたり60メートルの解像度があります。
Tartu天文台では、高価な打ち上げの前に衛星カメラアセンブリの選択と微調整を行うのに役立ちました。


フリンジパターンとシミュレートされたシーメンススターは、光学系の画像解像度を決定するのに役立ちます。

2. 明らかになった光学系の加工残渣

光学系の表面は、ピッチ研磨やラッピングなど様々な方法で一定の形状に加工されています。その際、製造された光学部品の性能に影響を与える残留物が発生します。一般的に、残留物の高さが数ナノメートル以下の場合、フィゾー干渉計で得られる表面マップからは残留物が見えません。D7では、形状形成技術の奥深さに迫ります。


ラッピングで形成された形状

Peak to Valley = 20.44 nm RMS = 3.48 nm           ラッピング法で加工された光学部品の表面形状
R# = 0.92
NA = 0.55


ラッピング残渣の典型的なパターンは、平滑化されたランダムな不規則性を含んでいます。


ピッチ研磨により形成された形状
光学部品の成形にはピッチ研磨がよく使われます。これは、CNC旋盤の精度を順次上げていく多段階で行われる。ダイヤモンド付きのカッターヘッドで表面を仕上げます。旋盤の回転運動と接触アプローチにより、仕上げ中の欠陥が繰り返され、形状にリング状の構造が生じます。
Surface 1

Peak to Valley = 38.93 nm RMS = 8.18 nm          表面の円形リング状の構造は、ピッチ研磨によって
R# = 1.1                        光学部品が加工されていることを示しています。
NA = 0.45


ピッチ研磨加工の残渣は、浅い円形のパターンとして現れ、収差の原因となりますが、標準的なフィゾー干渉計では常に明確に見ることはできません。

Surface 2

特徴は、ピッチ研磨の残渣が収差の原因となることです。  表面に円形のリング状の構造が形成されています。

 
アルミコート 球面ミラー  
D7も同様に、鏡に加工した際に残った特徴を明らかにするのに有効です。  

ピッチ研磨の残渣が収差の原因となっています。        表面に円形のリング状の構造が形成されています。
 

ステッチング

オーバーサイズの光学部品と非球面

◉ R#≧0.9の大きな球面凹みは、D7をより遠くに置くことで直接測定することができます。
◉ 口径の大きな光学部品にはアクセサリーが必要です。
非球面や自由曲面の場合は、高精度のサブアパーチャースティッチング(SAS)を使用します。
  ⦿ D7はオーバーレイに合わせて精度の高い予備を持っています。
  ⦿ アライメントが容易で、リトレースエラーがないため、ステッチ中も精度が保たれます。

ステッチの信頼性を検証


非球面コンケーブのスティッチ

スティッチング

当社のアルゴリズムは、連続するサブアパチャー間に50%以上のオーバーラップがある限り、ステージパラメータや特別なスキャン手順を必要としません。つまり、サブアパチャーは、Z軸スキャン、横方向スキャン、放射状スキャン、またはリニアスキャン(長いスラブの場合)で得ることができます。

光軸を中心に一定の角度でテストパーツを回転させ、十分なオーバーレイが得られるようにフリンジを撮影します。

フリンジは、Z軸走査、すなわち非球面の上を測定するためにデフォーカスを変えることによって捕捉されます。