Решетка шахматная доска LBTEK – пример применения

1. Сдвиговая интерферометрия для обнаружения волновых фронтов

В процессе передачи луча оптической системой искажение волнового фронта легко вызывается качеством оптических компонентов, что влияет на качество передачи луча и качество изображения системы формирования изображения. Поэтому обнаружение волнового фронта имеет решающее значение для качества оптических компонентов. . В настоящее время из-за преимуществ шахматных решеток, таких как двумерное расщепление луча, низкий коэффициент нулевого порядка и высокая однородность, широкое внимание получила технология обнаружения волнового фронта на основе шахматных решеток.На рисунке ниже показана принципиальная схема оптической решетки. оптический путь обнаружения волнового фронта передачи элемента. Сведенный луч после прохождения через испытуемую линзу разделяется шахматной решеткой на лучи 2×2 , затем проходит через соответствующую апертурную диафрагму 2×2 для фильтрации влияния дифракции нулевого и высшего порядка, а затем Проходит через визуализирующую линзу, заставляя четыре луча взаимодействовать друг с другом. Возникает интерференция, и на экране наблюдения наконец получается четырехволновая интерференционная картина поперечного сдвига.

Рис. 1. Схема оптического пути обнаружения метода сдвиговой интерференции на основе шахматной решетки.

Решетка шахматная доска LBTEK – Техническое описание

I. Обзор

LBTEK Checkerboard Griting (CG) представляет собой двумерный элемент фазовой решетки 0-pi, состоящий из чередующихся отклонений жидкокристаллических пикселей одинакового размера. Он в основном использует технологию оптического согласования для создания попеременно расположенных жидких кристаллов с фазой 0-pi на поверхности стеклянную подложку, полимерную пленку и путем точного контроля толщины жидкокристаллической полимерной пленки для регулирования разности оптических путей между о-светом и электронным светом до полуцелого кратного рабочей длины волны (т. е. замедления λ/2). ), тем самым достигая своей функции расщепления луча.

Решетка в виде шахматной доски в основном используется для достижения равномерного разделения луча светового пятна 2 × 2. По сравнению с трехчастной структурой каскадной решетки, решетка в виде шахматной доски может обеспечить разделение луча 2 × 2 на одной части и ее легче интегрировать. . Поскольку решетки шахматной доски обладают преимуществами двумерного разделения луча, низкого коэффициента нулевого порядка и высокой однородности, они часто используются при измерении топографии микроповерхности, в технологии обнаружения волнового фронта и т. Д.

2. Структура внешнего вида продукта

Решетка в виде шахматной доски LBTEK изготовлена ​​из жидкокристаллического полимерного двулучепреломляющего материала и стеклянной подложки N-BK7. Она имеет типичную сэндвич-структуру «передняя и задняя стеклянные подложки + средний слой функциональной пленки LCP». Она не имеет механической оболочки и имеет обрезанный край. с одной стороны.Используется для определения направления разделения луча.

Рисунок 1. Структурная схема внешнего вида решетчатого изделия в шахматном порядке.

• Размер решетчатого элемента Damen Ø25,4×3,2 мм, без стружки, без установки механического корпуса;
• С одной стороны имеется кромка среза, ширина кромки среза составляет 1,5 мм, направление кромки среза параллельно одной стороне квадратной прозрачной апертуры, которая используется для обозначения направления разделения луча светового пятна. .

3. Оптические свойства

1. Решетка в виде шахматной доски имеет фазовую структуру в форме шахматной доски, а разность фаз между соседними пиксельными сетками равна π. Она может модулировать фазу лазера и достигать разделения луча 2×2;

Рис. 2. Фазовая структура шахматной решетки и диаграмма расщепления луча.

• Примечание: Структурная диаграмма в центре компонента на изображении представляет собой реальную фотографию, сделанную под поляризационным микроскопом.Фактическое распределение угла быстрой оси молекул жидкого кристалла составляет 0-90°, что демонстрирует очевидное распределение света и темноты; при наблюдении под поляризационным микроскопом из-за замедления покрытия компонента λ/2, а угол линейной поляризации, проходящий через компонент, будет отклоняться в 2 раза относительно быстрой оси, поэтому то, что мы фактически наблюдаем, составляет 0-180 °, а яркие и темные цвета относительно близки.

2. Из-за особой структуры бинарной симметрии шахматной решетки она очень чувствительна к небольшим структурным ошибкам. Когда случайное отклонение структуры составляет порядка 5 мкм , между соседними пятнами на дифракционной картине будет наблюдаться определенное явление связи;

Рисунок 3. Принципиальная схема моделирования соединения шахматной решетки и фактических измерений.

3. Решетка шахматной доски LBTEK может достигать эффективности дифракции, близкой к теоретическому моделированию (теоретическая эффективность дифракции первого порядка составляет 65,6% , а фактическая эффективность дифракции первого порядка превышает 60% ), и между ее первым- порядок дифракционных распределений.

Рис. 4. Измеренная визуализация анализатора качества луча с шахматной решеткой (дифракционная эффективность 61,8%, однородность 98,25%)

4. Описание параметров

1. Дифракционная эффективность и однородность светоделения.

На рисунке ниже представлена ​​диаграмма оптического пути для измерения энергии дифракционного пятна линейно поляризованного света, падающего на шахматную решетку.Энергия дифракционного пятна сосредоточена в основном в положительном и отрицательном первом порядке дифракции, а распределение интенсивности относительно равномерное (не -однородность <5% ) .Энергия дифракции пятна нулевого порядка составляет долю менее одной тысячной. На основе этого испытательного пути света эффективность дифракции шахматной решетки и однородность разделения луча определяются следующим образом:

исунок 5. Схема прохождения тестового света с шахматной решеткой.

• эффективность дифракциин : Определяется как отношение общей энергии дифракционных пятен ±1-го порядка к общей интенсивности света, прошедшего через шахматную решетку.

• Равномерность светоделениятыня : Неравномерность определяется как отношение разницы между пятном максимальной энергии и пятном минимальной энергии в дифракционном пятне ±1 порядка и суммой энергий этих двух пятен, тогда однородность = 1-неровность.

• Пропорция энергии нулевого уровнян0 : Определяется как отношение энергии дифракционного пятна нулевого порядка к общей интенсивности света, прошедшего через шахматную решетку.

2. Порог повреждения

Судя по сильным характеристикам поглощения коротких волн материалов LCP, чем больше рабочая длина волны шахматной решетки, тем выше будет ее порог повреждения. После фактических измерений контрольное значение порога повреждения шахматной решетки LBTEK составляет:

• 2 Дж/см^2 при 532 нм, 10 нс, 10 Гц;
• 10 Дж/см^2 при 1064 нм, 10 нс, 10 Гц.