大口径镜片粗糙度测量难题

对于光学表面的评价，可以有两个重要指标：表面面形和表面粗糙度。一般地，光学表面面形通过干涉仪来测量；而粗糙度一般采用光学轮廓仪或扫描探针显微镜测量。我们这里主要讨论粗糙度的测量问题。

    对于小尺寸元件来说，这些方法都是可行的。然而，对于大尺寸元件，比如口径大于300mm或500mm甚至1m的元件，很多方法都受到了测量环境的限制。

    除粗糙度要求接近0.1nm RMS的表面外，一般光学表面都采用光学轮廓仪测量。这种方法比较直接，操作简单。但是在使用中，都要求在隔振平台。这是由于这类仪器的原理导致的，虽然是近距离的测量，但是振动会对这种纳米级测量带来噪声误差，从而导致测量失败。

    光学轮廓仪对于振动噪声的要求，比普通干涉仪更苛刻，因为起分辨率要求在纳米级。因而很难做出满足要求的大尺寸的隔振平台。这也限制了轮廓仪测量的元件的尺寸。因此，目前对于大尺寸的光学元件的粗糙度测量，一般无法直接测量。

    动态光学轮廓仪NanoCam Sq，就是在这种情况下出现的。这台设备在2011年的美国光博会上首次亮相。这台设备主要解决了两个测量难题：1）复杂现场环境下的粗糙度测量；2）大尺度镜面的粗糙度测量。

    原理：经典的显微相移干涉原理（PSI），只是在同一时间获得所有的相位信息。4D将他们的动态相移干涉技术扩展到了显微干涉术，从而开发出了这种动态光学轮廓仪。

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