近日，中科院上海光机所高端光电装备部研究团队在基于功率谱密度分析的干涉测试绝对检测方法研究方面取得进展。相关研究成果以“Improving the Accuracy of Interferometer Testing with Absolute Surface Calibration and Power Spectral Density Analysis”为题发表于Optics and Lasers in Engineering。
高精度光学元件已经充分应用于激光技术、光学通信、医学影像、天文学和空间探测、半导体制造和科学研究等领域。使用干涉仪是目前高精度光学检测的主要方法。为了实现测试元件的高精度检测，必须控制参考元件的表面绝对误差，所以相关的绝对检测技术也应运而生。
图.1层数据记录和读出结果图（其中，不同的颜色代表了不同的存储深度）
本项工作中，研究团队建立了一种基于功率谱密度分析的干涉测试绝对检测方法。利用该方法，通过对测试信号的分析得到元件在不同旋转角度下的不同频率信号损失量并进行分析，从而得到保留所有信号的旋转角度数据，进而指导试验过程。此外，研究团队建立了通过功率谱密度创建随机面形从而对检测算法进行评估的方法，基于该方式，上述绝对检测方法测试过程中的精度超过0.28%。同时对试验过程中元件装夹、位置偏离和环境扰动带来的误差进行了标定，最终使用高精度的平面镜对绝对检测试验结果进行了验证。其中，试验结果RMS=4.275nm、标定结果RMS=4.874nm，面形分布基本一致，证明了上述方式的可行性。该研究在高精度光学元件检测过程中有重要意义。
相关链接：https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2024.108398