光學零件 – 4D 動態光學測量儀器 https://4dtechnology.com.tw 光學元件、半導體...等精密量測 Thu, 11 Jul 2024 13:50:57 +0000 zh-TW hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.8.1 https://4dtechnology.com.tw/wp-content/uploads/cropped-4D-Favicon-32x32.png 光學零件 – 4D 動態光學測量儀器 https://4dtechnology.com.tw 32 32 粗糙度和光潔度 https://4dtechnology.com.tw/optical/roughness-and-finish-2/ Tue, 04 Jun 2024 15:30:26 +0000 https://4dtechnology.com.tw/?post_type=optical&p=2574
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表面粗糙度

測量加工部件的表面粗糙度和表面紋理，有助於控管及提升性能表現。從外觀到黏合到貼合的各種功能都受益於對關鍵表面 3D 表面紋理的透徹理解。

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定時測量表面粗糙度能夠了解零件的使用情形，可快速判斷如何降低零件的耗損。測量和控管光罩基板和substrates的粗糙度可以在鍍膜的過程中表現出良好的附著程度以及光澤度。此外，測量鍍膜表面的粗糙度可得知鍍膜和拋光後其成品的性能。

4D 光學表面輪廓儀可以在不需隔絕振動的情況下，直接在生產現場測量表面粗糙度。NanoCam HD 能夠測量光滑和超光滑表面，可直接應用於拋光設備、龍門架、機器人或大型元件。

客戶定製方案將粗糙度測試融入軟性電子產品的捲對捲 (R2R) 製造，實現即時監控以及將粗糙度控制在小於0.5奈米rms的範圍之中。

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Optical Profilers

NanoCam™ HD 動態輪廓儀，是少數可測量「公尺」級以上元件的量測設備，也同樣適用於各種精密金屬加工、塑膠和其他拋光鏡面的表面粗糙度量測需求。

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4D InSpec

4D InSpec 表面測量儀是業界首款手持、非接觸式表面缺陷測量儀。 憑藉微米級(micrometer)解析度、便攜性、經濟性和易用性，4D InSpec 可在任何需要的地方進行高解析度 3D 表面測量，無論是工廠車間、機械加工區或任何工程現場…等適用。

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Measuring Sub-Angstrom Roughness

How do you measure roughness with sub-angstrom precision in a noisy manufacting environment?

Read this white paper for a break-down of the options, and illustrations of the challenges present in different solutions.

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Measuring MEMS and other vertical roughness surfaces

A new technique provides a faster, more repeatable method for vibration-insensitive measurement in non-ideal environments.

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b Measuring Surface Features with High Resolution in Factory Environments

This article from Industrial Photonics magazine illustrates how the ability to measure surface defects and features anywhere in the factory or on the flightline can be a transformative change in quality control procedures.

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]]> IN SITU POLISHING METROLOGY https://4dtechnology.com.tw/optical/in-situ-polishing-metrology/ Tue, 04 Jun 2024 14:38:35 +0000 https://4dtechnology.com.tw/?post_type=optical&p=2566
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IN SITU POLISHING METROLOGY

精確的外形和粗糙度，是小型與大型光學元件的製造規準。

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在polishing centers和metrology lab之間移動小型的光學元件並不困難，但若是大型和超大型光學元件，就會變得耗時且容易產生問題。

一種解決方案是將測量設備直接安裝到拋光系統中，以減少搬運和固定裝置的時間。in situ polishing metrology需要克服的的挑戰是這類設備所產生的氣流、振動和噪音。測量系統必須足夠耐用和堅固，能夠承受這項應用方式所產生的振動與碎屑。

使用 4D 的動態干涉儀和光學輪廓儀進行瞬時測量，可以在有振動的情況下測量表面形狀 (PhaseCam) 以及表面粗糙度 (NanoCam HD)。 這兩個系統皆已直接整合到拋光設備當中，為許多世界一流的望遠鏡和太空光學計畫的拋光過程提供即時的回應。

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NanoCam HD

NanoCam™ HD 動態輪廓儀，是少數可測量「公尺」級以上元件的量測設備，也同樣適用於各種精密金屬加工、塑膠和其他拋光鏡面的表面粗糙度量測需求。

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PhaseCam

4D Technology的PhaseCam全系列產品，在高性能和功能創新方面不斷領先業界。4D PhaseCAM雷射干涉儀支援多種波段，從可見光到 3.39 um的波長範圍。

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High Throughput Measurement Speeds Production of Large Mirrors

This article discusses the challenges of measuring large optics during polishing, how Dynamic Interferometry
has been applied to overcome these challenges, and the benefits to optics manufacturers of employing the
technique.

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]]> 均勻性 https://4dtechnology.com.tw/optical/homogeneity/ Tue, 04 Jun 2024 14:35:34 +0000 https://4dtechnology.com.tw/?post_type=optical&p=2547
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均勻性

當光學元件用於透射時，其材料折射率的變動會在波前通過元件時產生誤差。對於製造者來說，能夠測量塊材樣品和光學元件成品的折射率均勻性是非常重要的。

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在透射的過程中，樣品正面及背面外形上的不完整和不均勻性也會導致誤差。隔絕這些誤差來源不容易，尤其當光學元件的前側表面和後側表面接近平行時。使用傳統干涉儀進行測量的過程是費時費力的，因為它會一一校準每個測量步驟。當使用大型的光學元件儀器時，程序的繁瑣程度更甚。

AccuFiz D使均勻性的測量更加簡單

AccuFiz D 短同調性干涉儀使均勻性的試驗簡化為僅需要進行三個測試且只需單一的測試設定，每一個步驟皆不需進行重新校準。

抗震測試

AccuFiz D 同時提取全部的相位數據，讓積分時間縮短，從而使系統對振動和空氣亂流不敏感。即使沒有隔絕外在干擾因素，也能夠精準地測量均勻性。

Solid Cavity Measurements

AccuFiz D與傳統的干涉儀不同， 在測量的過程中，不需要相對於測試表面平移參考表面。 這也是為何能夠測量the “solid cavity”的原因，因為可以使用光學元件的兩個表面作為測試和參考。此測試無法透過相移式干涉儀來進行測量。

阻絕反射

AccuFiz D 擁有短同調性 (~300 μm) 雷射光源，可阻隔光路中來自pair of reflections的干擾。 系統內部的「路徑匹配」功能可讓您選擇感興趣的表面對，進而能夠阻隔每個表面和材料本身所造成的誤差。

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AccuFiz SIS

無需進行任何塗層。即使在較薄的材料上，也可完美計算透射波前誤差、光學厚度和均勻性。
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AccuFiz D

short coherence length光源和動態干涉測量可讓您單獨測量透明光學元件的各個表面。 亦可量測遠端腔體和光學厚度，甚至在較薄的材料上也游刃有餘。

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Measuring Homogeneity with the AccuFiz

A new technique simplifies measurement of homogeneity to decrease measurement time and improve repeatability.

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]]> 透射波前 https://4dtechnology.com.tw/optical/transmitted-wavefront-2/ Tue, 04 Jun 2024 14:33:15 +0000 https://4dtechnology.com.tw/?post_type=optical&p=2536
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透射波前

在設計和製造的過程中，光學系統和透鏡會經過公差規準和測試，以確保最小的表現誤差。每一片透鏡的外形都是統一的，塊材也經過標準的檢驗。

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透鏡的設計基於傳輸特性，如：光斑尺寸和wavefront error。測量單一個透鏡表面與將透鏡安裝在裝置上再進行測試的結果，兩者呈現的情形不相同。

表面誤差、折射率不均勻性、安裝應力以及較大光學元件上的重力都會影響整體透射波前誤差 (TWE)。 透射波前誤差(TWE) 會使成像的效果變差並導致效能降低。製造方會藉由在透射波前誤差(TWE) 中設定公差並在生產的過程中進行測試，可以降低光學設計出現缺失並進而提高效能。

4D AccuFiz 微型雷射干涉儀和 PhaseCam 泰慢-格林動態干涉儀能夠準確地測量平面和聚焦光學元件中的透射波前誤差，能夠用於測試波長、確認孔徑尺寸以及滿足光學配件的各種調節需求。

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AccuFiz

AccuFiz 斐索干涉儀適用於各種侷限的空間。輕巧以及堅固的設計在各種測試環境下皆可發揮其穩定的特性。標準的AccuFiz雷射干涉儀提供波長從532nm~1.55um，口徑則可提供從33mm~600mm，並支援水平或垂直兩種量測模式。

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PhaseCam

4D Technology的PhaseCam全系列產品，在高性能和功能創新方面不斷領先業界。4D PhaseCAM雷射干涉儀支援多種波段，從可見光到 3.39 um的波長範圍。

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Measuring Transmitted Wavefront Error

A new technique for vibration-insensitive measurement of transmitted wavefront error (TWE) improves repeatability by more than 7X.

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Setting the Wedge Factor Tech Note

The Wedge Factor scales results to account for the geometry of an optical test setup. This tech note explains how to set the parameter for measuring wavefront error and surface height in common configurations.

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]]> 太空光學元件 https://4dtechnology.com.tw/optical/space-based-optics-2/ Tue, 04 Jun 2024 14:29:18 +0000 https://4dtechnology.com.tw/?post_type=optical&p=2525
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太空光學元件

衛星觀測和光學計畫常倚靠 4D的儀器和機械來保證在不穩定的太空環境當中能夠有良好的表現。

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目前 space-based optics的設計著重於減輕重量和尺寸、segmented optics可被置於太空船內以及必須經過 functional wavelength測試的各種特殊材料。 許多重要的光學系統在低溫的室內環境中進行測試，以驗證其發射後所呈現出來的模樣。

4D PhaseCam 泰曼-格林干涉儀用於測量小型和大型凹面元件以及主鏡和次鏡。在出現空氣亂流的情況下， PhaseCam系統也能夠進行長路徑的測量；亦可在環境試驗機的泵浦產生劇烈震動時持續使用，不會產生影響。

AccuFiz 斐索干涉儀可測量平面、凹面和convex spherical optics，並可經由view ports在低溫的真空腔內測試元件。

4D 很榮幸能夠成為韋伯太空望遠鏡開發以及其他許多太空探索計畫的合作夥伴。

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AccuFiz

AccuFiz 斐索干涉儀適用於各種侷限的空間。輕巧以及堅固的設計在各種測試環境下皆可發揮其穩定的特性。標準的AccuFiz雷射干涉儀提供波長從532nm~1.55um，口徑則可提供從33mm~600mm，並支援水平或垂直兩種量測模式。

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PhaseCam

4D Technology的PhaseCam全系列產品，在高性能和功能創新方面不斷領先業界。4D PhaseCAM雷射干涉儀支援多種波段，從可見光到 3.39 um的波長範圍。

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NanoCam HD 3D profilometer

NanoCam™ HD 動態輪廓儀，是少數可測量「公尺」級以上元件的量測設備，也同樣適用於各種精密金屬加工、塑膠和其他拋光鏡面的表面粗糙度量測需求。

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Measurement of Space Optics and Structures

This paper presents an overview of the techniques and configurations used to build dynamic interferometers and measurement results for a variety of space-based optical components.

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Vibrational Characteristics of Light-weight Mirrors

We present a technique to characterize and quantitatively measure the vibrational mode shapes and amplitudes of mirrors concurrently with surface figure testing..

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]]> 薄型透明光學元件 https://4dtechnology.com.tw/optical/thin-transparent-optics/ Tue, 04 Jun 2024 14:20:56 +0000 https://4dtechnology.com.tw/?post_type=optical&p=2807
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薄型透明光學元件

薄型透明光學元件的種類包括平面平行的光學元件，如：視窗和曲面組件中的雷達和光學雷達圓頂。

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測量透明光學元件時，干涉儀測試軌跡中的所有表面都可能產生干擾。 大多數的光學元件厚度足夠，或其表面之間具有足夠大的斜角，因此通常只有一個表面與參考表面產生干涉。然而，當元件很薄且表面平行時，兩個表面都會與參考表面干涉，產生複雜的干涉圖，如下圖所示的薄玻璃。 使用這種密集的模板來測量表面是相當困難的。

通常解決這個問題的方法，是在一個表面上使用抗反射鍍膜，以便測量另一個表面；接著重複一樣的步驟，去除原先表面上的塗料，在另一個表面上使用抗反射鍍膜，便可在原先的表面上進行第二次的測量。 這是一項耗時耗力的操作，且會使光學元件面臨損壞的風險。

短相干性（同調性）光源測試

對於短相干性雷射光源，干涉僅發生在參考表面較窄距離範圍內的表面之間。 使用短相干性干涉儀，操作者可以隔離單一表面進行測量，即使在多組件系統中也是如此。 下方的干涉圖顯示了與上圖相同的玻璃，但由於這裡的短相干性光源，只有一個表面發生干擾並且不需要用上抗反射鍍膜。

同時測量兩個表面或更多表面

使用短相干性干涉儀，可先測量光學元件的前表面，再通過光學元件測量後表面，無需重新調整或重新對齊系統。經由這兩次測量，我們可以提取光學厚度變化和透過波前誤差。另外，增加空腔測量則可以進行均勻性測試。

測量拱形物件和其他曲面

高度彎曲的透明部件也可以用這種方式進行測量。但是，這些測量需要斐索干涉儀的一項附加功能：最小回返誤差，這會導致曲面測量出現顯著的誤差。AccuFiz D 短相干性干涉儀採用完全同軸設計，最大限度地減少回返誤差，且立即的「動態測量」可確保高精準度，即使在吵雜的環境中也不會受影響。 這樣的操作方式可以精確測量拱形物件。

像平面平行光學元件一樣，拱形物件的兩個表面都可以在單一測試裝置中進行測量。 參考球體將波前與拱形的標稱形狀相配對。 自動「路徑配對」機制精確地定位前方表面和後方表面的距離。

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AccuFiz D

short coherence length光源和動態干涉測量可讓您單獨測量透明光學元件的各個表面。 亦可量測遠端腔體和光學厚度，甚至在較薄的材料上也游刃有餘。

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AccuFiz SIS

SIS 是一套選配的外部雷射光源，針對量測路徑中含有兩個或以上的透明且平行的表面，本配件可以排除任一表面以外的所有内容。本模組讓您可以使用標準的 AccuFiz 干涉儀同时测量透明光學元件的两個表面。您還可以通過單一量測設置計算透射波前誤差、光學厚度和均匀性。

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]]> 紅外線光學元件 https://4dtechnology.com.tw/optical/infrared-optics/ Tue, 04 Jun 2024 14:12:18 +0000 https://4dtechnology.com.tw/?post_type=optical&p=2793
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紅外線光學元件

紅外線光學元件由基板和抗反射塗層製成，可最大限度地提高 700 奈米 以上的性能。 紅外線光學元件常見於熱像儀、夜視裝置、光譜學以及用於 FLIR（前視紅外線）應用程序的成像和感測。

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測試紅外線光學元件

製造商和系統整合者需要在其功能波長下測試紅外線光學元件和光學系統，以確保性能。 波長可以配合用於感測應用的近紅外線 (NIR)至到10.6 微米 (LWIR)，用於測量粗糙的表現、光刻光學等等。

4D Technology的紅外線干涉儀

不穩定的氣流不敏感，可以在生產車間、無塵室和環境測試室等惡劣環境中使用。

4D Technology 的 PhaseCam NIR 和 紅外線雷射干涉儀可以精確測量紅外光學元件的表面和波前品質，適用於從 1.053 到 10.6 微米波長範圍內的球面和平面紅外線光學元件和系統。這些儀器對振動和氣流紊亂不敏感，可在生產車間、無塵室和環境測試室等環境中使用。

斐索紅外線干涉儀可測量波長介於1.55至 10.6 微米的紅外線光學元件，不需全像元件即可測量非球面光學元件，包括拋光或粗磨光學元件和金屬表面、凹面、凸面和無焦紅外線組件以及紅外線望遠鏡和透鏡系統。

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AccuFiz IR

在光學計量領域提供了絕佳的性能、品質和價值。 可對各種樣品的表面形狀、曲率半徑和波前，進行精確且高重複性的量測。
wavelengths from 1.053um ~ 1.55um
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PhaseCam NIR or IR

PhaseCam® Infrared 是以PhaseCam®6110為基礎的動態雷射干涉儀，用於IR波段的精密量測。PhaseCam® Infrared適用於如: IR光學系統、長空腔應用、遠端控制，例如量測塔及壓力艙…等複雜環境。

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3 Questions to Ask Before Buying an Infrared Interferometer

Addresses three key questions in assessing your need for an IR interferometer.

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]]> 非球面光學元件 https://4dtechnology.com.tw/optical/aspheric-optics-2/ Tue, 04 Jun 2024 13:00:45 +0000 https://4dtechnology.com.tw/?post_type=optical&p=2302
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非球面光學元件

現代的製造技術使光學元件的外型不再只是單純的球形。 非球面透鏡零件擁有更多元的表面形狀，可減少球面像差，也減少其他像差，例如：散光。 

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非球面零件能夠降低光學組件的複雜性、成本、重量和尺寸。標準的平面和球面元件可以與性質類似但品質稍高的參照物進行對比；而非球面元件需要複雜的分析來確保性能表現。 輕微的偏差可以使用干涉儀進行測量，但較陡的斜面需要更高的成像解析度。較大的偏差則會在測試路徑中加入電腦生成全像 (CGH) 零校正器，以改變球面波前並配合非球面的表面，從而使干涉儀能夠順利進行測量。

Accuiz高解析度斐索干涉儀具有市場上最高的斜率接受度。 它可以校正輕微的非球面偏離，實現更簡單的非球面測試設定。

當需要 CGH 時，PhaseCam泰曼-格林干涉儀提供快速、非掃描式且全場域的測量。 目前正在進行的多項重要光學計畫都採用 CGH 來測量光學元件，包括 NASA 的韋伯太空望遠鏡。

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AccuFiz

AccuFiz 斐索干涉儀適用於各種侷限的空間。輕巧以及堅固的設計在各種測試環境下皆可發揮其穩定的特性。標準的AccuFiz雷射干涉儀提供波長從532nm~1.55um，口徑則可提供從33mm~600mm，並支援水平或垂直兩種量測模式。

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PhaseCam

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]]> 角錐稜鏡 https://4dtechnology.com.tw/optical/prisms-and-corner-cubes/ Wed, 15 May 2024 08:47:04 +0000 https://4dtechnology.com.tw/?post_type=optical&p=2520
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角錐稜鏡

稜鏡是多面的固體光學器件，用於改變光線的方向。

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 進入稜鏡的光在射出之前可能會在一個或多個表面發生反射。由於稜鏡本身的厚度差異，光線在穿透時可能產生折射。 穿過直角稜鏡的光線會經過單一表面的反射，並與入射光呈現出 90 度的狀態。角錐反射稜鏡不受入射角度影響，能使射入的光線返回原點。 角錐稜鏡的使用範圍很廣，包括：衛星通訊、測量學、測距以及雷射共振腔。

製造商需要控管角錐稜鏡每個表面的品質以及面與面之間的相對角度。 測量這些光學元件與測量平面光學元件時遇到的困難相似：光程中的每個面會將部分的光反射回測量系統，因此產生複雜干涉圖。 測量稜鏡的正面特別具有挑戰性，因為過於亮的返回訊號會導致干涉紋路完全消失。

4D Technology 的 AccuFiz SIS斐索干涉儀使用短同調性來源，隔離棱鏡每個面的條紋。  AccuFiz SIS斐索干涉儀可用來測量稜鏡的角度和各個表面， 短同調性來源在測量角錐稜鏡的表面、雙面角誤差以及反射誤差時會阻擋干涉紋路，以便操作。

所有 4D 干涉儀均附有4Sight 軟體，軟體內包含角錐稜鏡和稜鏡分析，可突顯塗層和未塗層稜鏡的角度和表面。

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AccuFiz

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AccuFiz SIS

SIS 是一套選配的外部雷射光源，針對量測路徑中含有兩個或以上的透明且平行的表面，本配件可以排除任一表面以外的所有内容。本模組讓您可以使用標準的 AccuFiz 干涉儀同时测量透明光學元件的两個表面。您還可以通過單一量測設置計算透射波前誤差、光學厚度和均匀性。

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Optical Profilers

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Measuring a Corner Cube with AccuFiz

AccuFiz laser interferometer with 4Sight software makes it simple to characterize the errors in corner cubes, including angle error and retroreflection calculations.

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Setting the Wedge Factor Tech Note

The Wedge Factor scales results to account for the geometry of an optical test setup. This tech note explains how to set the parameter for measuring wavefront error and surface height in common configurations.

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]]> 大型光學元件 https://4dtechnology.com.tw/optical/large-optics-2/ Wed, 15 May 2024 08:41:26 +0000 https://4dtechnology.com.tw/?post_type=optical&p=2233
4D 動態光學測量儀器 > 光學應用 > 光學零件

大型光學元件

大型光學元件通常指直徑大於 1 公尺的光學元件。許多國防考量或安全應用的地面或衛星天文計畫，會使用到這些大型的鏡片和透鏡。

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單片鏡面的直徑通常可達 8 公尺。 目前正在生產的巨型麥哲倫望遠鏡，包括七個這種大型的鏡面，其中六個鏡面經過非球面拋光的工序。 大型綜合巡天望遠鏡(LSST) 的主鏡包括一面 8.4 公尺的主鏡和一面 5.0 公尺的三鏡，這兩塊鏡面由同一塊大型塊材製造而成。

測量這些大型物件的形狀是一項技術上的挑戰。 測量系統必須距離測試物數公尺，這會導致產生振動和氣流，從而使一般常見的干涉儀無法運作。非球面和和斜面的特性需要高解析度和精確校準的輔助。

4D PhaseCam泰曼-格林干涉儀是業界中測量大型凹面球形光學元件的產業首選。 PhaseCam系統可以在振動和空氣亂流的情況下進行測量，以滿足長距離的測量需求。高功率使得PhaseCam能夠在光程中使用 CGH（電腦生成全像）測量非球面的物件。

AccuFiz斐索干涉儀可測量大型凹面和凸面的球面光學元件，且具有多種參考光學元件來配合測試組件。 高解析度的AccuFiz 系統可以測量斜面，像是非球面元件表面的斜度。當與4D的超大孔徑光束擴束器一起使用時，AccuFiz的平行（光束）可以測量直徑達 600 毫米的平面光學元件。 若搭配會聚光學元件使用，甚至可以測量大型凸面透鏡以及光學元件。

NanoCam HD表面量測儀可測量拋光和超光滑光學元件的粗糙度。 NanoCam HD 對於振動不敏感且具有堅實的結構，能夠被安裝在龍門架或機械手臂上，用於測量大型光學器件上任何位置的波紋度和高頻紋理。

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AccuFiz

AccuFiz 斐索干涉儀適用於各種侷限的空間。輕巧以及堅固的設計在各種測試環境下皆可發揮其穩定的特性。標準的AccuFiz雷射干涉儀提供波長從532nm~1.55um，口徑則可提供從33mm~600mm，並支援水平或垂直兩種量測模式。

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PhaseCam

4D Technology的PhaseCam全系列產品，在高性能和功能創新方面不斷領先業界。4D PhaseCAM雷射干涉儀支援多種波段，從可見光到 3.39 um的波長範圍。

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Optical Metrology for Large Telescope Optics

Requirements for Meter-class metrology, large concave mirrors, and space structural support  hardware. Touching on Mirror Segment alignment, adaptive optics and aspheric optics.

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Measuring Large Mirrors with Secondary and Tertiary Support Structures

An analysis system with an extensive tool set for measuring mirrors partially obscured by support structuress.

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