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通过光杉本理花散射实现完美光学

物理学 2022-01-20 23:59:18

Fraunhofer-Gesellschaft 基于光散射的EUV光刻衬底表面表征

信用:Fraunhofer IOF 创新技术是应对一些社会关键挑战的关键,而这些技术中的许多都以光学系统为核心

例子包括设计用来制造越来越小、越来越节能的微芯片的半导体光刻系统,基于卫星的高分辨率地球观测系统,以及引力波探测领域的基础研究

然而,在光学领域,即使是最小的缺陷也会导致散射光,从而导致对比度降低和光产量降低

因此,今天的光学系统依赖于优化设计和对光学元件完整表面的全面检查

为了实现这一目标,弗劳恩霍夫应用光学和精密工程研究所正在开发光散射测量技术,可以检测不需要的散射光

光学表面的表面质量是达到所需成像质量水平的关键

没有一个表面是完全没有瑕疵的

甚至晶体——非常接近于代表理想的固体——也有缺陷和瑕疵

早在光学设计阶段就获得正确的平衡需要许多方面的详细规范,包括表面上被认为是可接受的不完美点的程度,以及任何必要的涂层和其他因素可能影响这些值的程度

该数据可由夫琅和费公司提供,该公司开发了广泛的光散射测量系统和传感器以及相应的分析方法和光散射模型

这些工具可用于应用虚拟涂层,使科学家能够在生产前进行光散射预测

它们还为复杂光学的在线表征铺平了道路——换句话说,基于表面的设计和构造数据集执行自动化检查和完整分析

“这些工具有助于在制造成本和有用收益之间取得最佳平衡

卫星中使用的光学器件就是一个很好的例子

这里的挑战是生产多种相同类型的光学器件,例如飞行模型、复位模块等

–在生产环境中,特别是在短波长应用中,在技术可行的极限下运行

这就是为什么依靠光散射测量技术提供的可靠和有意义的在线分析是如此重要,”马库斯·特罗特说,他是弗劳恩霍夫研究所表征小组的负责人

光散射测量技术提供了明显的好处 表面缺陷传统上通过显微镜、干涉测量法或触觉方法来测量,这些方法包括用金刚石针探测表面

然而,这些技术非常耗时且昂贵

对于光滑的表面,光散射测量系统已经提供了一种经过反复试验的替代方法,将高灵敏度与快速、非接触测量相结合

此外,它们不容易受到振动的影响,因此是一种非常耐用的选择

例如,用原子力显微镜检查一面60厘米直径的镜子的整个表面需要40多年的时间,然而光散射技术可以在几个小时内完成同样的工作

这使得这种方法成为满足光学元件工业和研究日益苛刻的要求的良好选择

它还可以满足高功能和质量标准,同时优化成本和生产时间

弗劳恩霍夫国际光学基金会已经满足了光学系统生产商对光学特性的国际需求,并在德国“光谷”建立了坚实的专业网络,这是耶拿地区的一个高科技公司集群

用光散射传感器检测金刚石车削过程中的粗糙度

信用:Fraunhofer IOF 卫星任务已经受益 弗劳恩霍夫国际光学基金会已经为制造和优化一系列卫星光学系统贡献了自己的专业知识,包括德国航空航天中心的环境测绘和分析项目

从今年开始,这个项目旨在收集地球表面生态系统有史以来最详细的光谱解析信息

夫琅和费国际光学基金会的技能还应用于多光谱地球观测应用,这是欧洲航天局哨兵项目的一部分

欧空局今年还将向太空发射一架新的望远镜:欧几里德空间望远镜将对宇宙的最远范围进行新的调查,为对暗物质和暗能量的新见解铺平道路

准备集成到生产中 与传统测量技术不同,这种方法对振动不敏感,因此更容易融入生产过程

举个例子,图

图2显示了在超精密金刚石车削机床中集成紧凑型光散射传感器,该机床是专门为快速灵活地表征粗糙度和缺陷而开发的

这允许在制造过程中在线进行表面粗糙度的表征,甚至允许根据需要修改工艺参数

夫琅和费的IOF测量系统也符合夫琅和费灯塔项目“分层群作为优化利用的生产架构(SWAP)”的标准

该项目旨在确定新的技术概念,以塑造未来的生产

它的主要焦点是从传统的工件加工转变为更具协作性和(半)自主性的生产

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