DFNL: Interferometrische Asphärenprüfung mit CGHs ohne Interferometerobjektiv

with Keine Kommentare

Computergenerierte Hologramme (CGHs) in Verbindung mit Fizeauinterferometern werden heute als bewährtes und etabliertes Werkzeug eingesetzt, um Asphären, Zylinderlinsen und Freiformflächen mit höchster Präzision zu prüfen. Auch Asphären mit zusätzlicher diffraktiver Struktur können geprüft werden. DIOPTIC bietet solche CGHs seit über 20 Jahren an. Allerdings mit einer Besonderheit, die noch immer für zunehmende Beliebtheit unter den Anwendern führt: Im Gegensatz zu herkömmlichen CGHs können unsere sogenannten DFNL CGHs (Diffraktive Fizeau Null Linse) direkt an das Interferometer angebracht werden und benötigen kein zusätzliches Interferometerobjektiv.

Display of a DFNL CGH. In the middle is the main hologram. In the outer ring the different alignment holograms are shown.

DFNL: Kompatibel mit allen Fizeau Interferometern

DIOPTICs DFNL CGHs werden mit einem standard Bayonet Mount ausgeliefert und können direkt an die Interferometerobjektivaufnahme des Interferometers angebracht werden. Dadurch ergibt sich als großer Vorteil gegenüber herkömmlichen CGHs ein deutlich einfacheres Handling. Durch den Wegfall des Interferometerobjektivs können zudem größere konvexe Oberflächen getestet werden, da die gesamte Eintrittsapertur des Interferometers genutzt werden kann.

Im Gegensatz zu herkömmlichen CGHs werden die DIOPTIC DFNLs auf Präzisionssubstraten aus Fused Sililca mit einer Ebenheit von lambda/10 (PV) oder besser gefertigt. Da diese gleichzeitig die Referenzfläche für das Interferometer liefern, erzeugt man so eine entsprechend hochgenaue Referenzwellenfront. Die mechanische Stabilität wird bis zu einem Durchmesser von 230 mm oder 9 inch durch entsprechende Substratdicken von bis zu 24 mm garantiert.

Ein Video zur Veranschaulichung der Oberflächenprüfung mittels DFNL CGHs finden Sie hier.

Measurement setup for testing an aspherical lens with a DFNL CGH.

Einfache Justage, schnelle und präzise Messungen

Der einfache Messaufbau bei der Nutzung von DFNL CGHs ermöglicht eine schnelle und präzise Prüfung asphärischer Oberflächen, Zylindern und Freiformflächen. Da ein DFNL CGH direkt an das Fizeau Interferometer angebracht wird, wird keine zusätzliche CGH Justagemechanik benötigt. Hilfshologramme, um CGHs zum Interferometerobjektiv auszurichten entfallen ebenfalls. Sogenannte Justage- oder Fiducial Hologramme sind individuell an die Messoberfläche ausgelegt. Sie ermöglichen die Einrichtung, insbesondere von Freiformflächen, in kürzester Zeit.

Die CGH Oberfläche, welche die asphärische Wellenfront erzeugt, fungiert gleichzeitig als Referenzfläche für das Interferometer. Bei herkömmlichen CGHs zeigen sich Transmissions-Wellenfrontfehler des Substrats direkt im Messergebnis. DFNL CGHs zeigen diesen Messfehler prinzipbedingt nicht. DIOPTIC garantiert einen Wellenfrontfehler der Referenzfläche von kleiner als lambda/10 für alle DFNL CGHs. Auf Wunsch werden auch Werte < lambda/20 erreicht.

Calibration result of a Diffractive Transmission Sphere (DTS) with a wavefront error of <6nm rms.

Messgenauigkeit unter 10nm rms für Diffraktive Transmission-Spheres (DTS)

Für große konvexe Linsenoberflächen mit besonderen Krümmungsradien lassen sich häufig keine passenden Transmission-Sphere Interferometerobjektive finden. DIOPTIC stellt daher regelmäßig spezifisch angepasste „Diffractive Transmission Sphere“ CGHs (DTS) zur Prüfung dieser Oberflächen her. Mithilfe eines Random Ball Tests können diese DTS CGHs sehr gut kalibriert werden. Die hier gezeigte Wellenfrontmessung weist einen systematischen Wellenfrontfehler von 6.2nm rms auf. Dies ist auch ein Wert, den wir typischerweise für das Testen von Asphären erreichen.

Nach Kalibration mithilfe dieses Tests können mit DTS CGHs Messunsicherheiten von besser lambda/50 PV erreicht werden.

Interferometrische Oberflächenprüfung mit Twyman-Green Interferometern

Anwender von Twyman-Green Interferometern können unsere DFNL CGHs leider nicht einsetzen. Selbstverständlich bieten wir in diesem Fall auch das Design und die Fertigung herkömmlicher CGHs an. Für eine schnelle Justage des CGHs relativ zum Objektiv, bieten wir eine passende 5-Achs CGH Justagemechanik an.

Wenn wir Ihr Interesse geweckt haben, informieren Sie sich detaillierter über die Asphärenprüfung in unserem Bereich Diffraktive Optik.

Es berät Sie: Dr. Frank Weidner | Tel.: +49 6201 650 40-17