Metalens 파전위상 분석 시스템

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개요

메탈렌스 파전위상 분석 시스템은 시스템에서 광학 소자의 크기와 무게를 줄여야 하는 모든 상황에서 하이퍼렌즈가 유용하다.여기에는 자율주행차와 얼굴인식 시스템의 3D 센싱을 위한 레이저 레이더가 포함된다.내시경과 현미경 등 의료장비;적외선과 기계 시각 카메라 등 모니터링 시스템;휴대전화 카메라, CMOS 이미지 센서 및 AR/VR 기기 등 디스플레이 및 영상 시스템;그리고 홀로그램.

제품 정보

광학 초표면은 나노미터 척도에서 광파를 조작하는 데 전문적으로 사용되는 혁명적인 재료이다.초표면은 아파장 척도의 인조 나노구조를 설계하고 제조함으로써 광파의 폭, 위상, 편광을 정확하게 제어할 수 있다.전통적인 광학 부품에 비해 초표면은 기능이 강할 뿐만 아니라 광학 부품의 부피도 현저하게 줄였다.Metalens 파전위상 분석 시스템，하이퍼렌즈(Metalens)는 하이퍼표면 기술의 전형적인 응용 중의 하나이다.하이퍼렌즈는 시스템에서 광학 부품의 크기와 무게를 줄여야 하는 모든 상황에서 유용하다.여기에는 자율주행차와 얼굴인식 시스템의 3D 센싱을 위한 레이저 레이더가 포함된다.내시경과 현미경 등 의료장비;적외선과 기계 시각 카메라 등 모니터링 시스템;휴대전화 카메라, CMOS 이미지 센서 및 AR/VR 기기 등 디스플레이 및 영상 시스템;그리고 홀로그램.

하이퍼렌즈의 현존하는 도전과 제조 난이도

하이퍼렌즈의 나노구조와 아파장의 작업방식 때문에 연구개발, 제조 및 검측 과정에서의 광학계량이 도전에 직면해 있다.기존의 저해상도 기술은 하이퍼렌즈의 복잡한 특징을 정확하게 측정하기 어렵다.아파장의 해상도를 달성하기 위해서는 전자 현미경이나 스캐닝 프로브 현미경과 같은 특수한 기술을 사용해야 한다.또한 하이퍼렌즈의 제조 공차도 성능에 영향을 미치기 때문에 정확한 표징은 그 표현을 평가하는 데 매우 중요하다.
하이퍼렌즈는 편광에 대한 민감성이 계량의 난이도를 더욱 높였기에 부동한 편광상태에 대해 측정해야 한다.다중 스펙트럼 성능을 위해서는 높은 스펙트럼 해상도를 가진 * 기술도 필요합니다.또한 파전을 정확하게 분석하는 것은 하이퍼렌즈의 파전 성형 능력을 평가하는 데 매우 중요하다.이와 동시에 환경의 안정성테스트도 없어서는 안되며 초렌즈의 성능이 시종일관 지속되도록 확보해야 한다.

이러한 과제에 대해 현재 Phasics는 하이퍼렌즈의 편광 민감성, 다중 스펙트럼 성능, 고정밀 파전 분석 및 환경 안정성 등 다방면의 수요에 동시에 대응할 수 있는 종합 솔루션을 출시했습니다.

Phasics 하이퍼렌즈용 솔루션

Phasics의 4파 가로 절단 간섭 기술은 하이퍼렌즈에 대한 광학적 표징을 목적성 있게 수행하여 다음과 같은 솔루션을 제공합니다.

- 아파장 공간 척도에서의 고정밀도 측정: Phasics의 파전 센서는 2nm RMS보다 우수한 광선차 측정 정밀도를 갖추고 있을 뿐만 아니라 현미경을 직접 연결할 수 있는 편리한 C단 인터페이스 설계로 플러그 앤 플레이의 빠른 설치와 아파장 수준의 공간 해상도를 실현한다.

- 편광 무관성: Phasics의 파전 센서는 다양한 편광 상태에서 초표면의 광학적 응답을 정확하게 분석하여 부품의 실제 성능을 더 잘 평가할 수 있는 포괄적인 편광 측정을 지원합니다.

- 다중 스펙트럼 측정 능력: 그 제품은 여러 파장 범위 내에서 고정밀 측정을 할 수 있으며, 다중 스펙트럼 응용에서 하이퍼렌즈의 성능 표현을 보장한다.

- 환경 안정성: Phasics의 센서는 불안정한 환경 조건에서 정확한 측정을 유지하고 측정 결과에 대한 환경 영향의 간섭을 제거하며 데이터의 신뢰성을 보장합니다.

Phasics의 * 측정 기술을 통해 연구자들은 계량 분야에서 하이퍼렌즈와 하이퍼표면 기술의 다양한 난제에 전면적으로 대응할 수 있으며, 이러한 혁명적인 기술이 영상, 레이저 시스템 및 광학 컴퓨팅 등의 분야에서 널리 응용되도록 추진할 수 있다.

phasics 센서를 사용하여 측정하려면 어떻게 해야 합니까?

Phasics 초표면 측정 광로 구축

Metalens波前相位分析系统

다음 그림 1의 예에서는 초표면의 단순 위상 오프셋이 측정되었습니다.Phasics의 고정밀 파전 센서는 생산 오차로 인한 국부적인 위상 결함을 감지할 수 있어 제조 공정의 평가와 조정을 돕고 초표면의 생산 품질을 보장할 수 있다.

그림 1: 4파 가로 절단 간섭법에 기초한 초표면 광학 표징

프랑스 CNRS CRHEA 연구소, S. Khadir - arXiv: 2008.11369v1

다음 그림 2는 Pancharatnam-Berry (PB) 하이퍼렌즈에 대해 오른쪽과 왼쪽의 두 가지 다른 원 편광 상태를 사용하여 측정하는 것을 보여줍니다.설계에 따르면 이 하이퍼렌즈는 편광 상태를 변경할 때 양수 또는 음수 렌즈를 생성합니다.

그림 2: 왼쪽에는 적절한 커브 아웃라인이 있는 파전 곡률의 위상도가 표시됩니다.중간 위상 도표는 파전 곡률을 여과한 후 남은 파전 오차를 보여준다.

Phasics의 QWLSI 기술은 편광의 영향을 받지 않기 때문에 오른쪽 회전원 편광에서 왼쪽 회전원 편광으로 전환할 때 우리 장치는 여전히 파전에 대해 상세한 표징을 할 수 있다.그림 2는 파전 곡률의 변화를 보여준다.또한 더 높은 공간 주파수의 결함을 반영하는 주요 파전 곡률을 필터링하여 잔여 파전 오차를 밝힐 수 있습니다 (그림 2 중간의 왼쪽 위상도 참조).

그림 3: 위쪽은 설계 파장 544nm에서 측정된 PB 하이퍼렌즈이고 아래쪽은 633nm에서 측정된 동일한 하이퍼렌즈입니다.파전 곡률을 뺀 결과 설계 파장에서 측정된 잔여 오차가 낮은 것으로 나타났다.

그림 3에서는 동일한 PB 하이퍼렌즈를 544nm(설계 파장) 및 633nm의 서로 다른 두 파장에서 측정했습니다. Phasics 기술은 센서 모델의 감도 범위 내에서 임의의 파장을 측정할 수 있는 자체 소색차의 특성을 가지고 있습니다.

측정 결과 하이퍼렌즈가 설계된 파장에서 사용될 때 발생하는 고공간 주파수 파전 오차가 적은 것으로 나타났다.

그림 4: PB 금속 렌즈의 측정.왼쪽은 강도 이미지와 총파 전도이며, 오른쪽은 필터 파전 곡률 (또는 제닉 초점 분리 항목) 을 통해 다른 광학 사진 차이를 보여줍니다.아래쪽의 주상도는 주요 저급 제닉 상차를 보여준다.강도도와 파전도에 따라 하이퍼렌즈의 점확산함수(PSF)를 생성하고 변조전달함수(MTF)(오른쪽 아래 이미지와 차트)를 계산했다.

그림 4에서는 PB 금속 렌즈를 측정했습니다.Phasics의 SID4-HR 파전 센서의 높은 동적 범위는 주요 파전 곡률을 동시에 포착하고 픽셀 필터를 통해 필요한 광학 픽셀 차이를 표시합니다.

이 샘플은 45도의 산광을 주요 제닉 광학상 차로 나타낸다.강도도와 파전도를 사용하여 Phasics 기술은 하이퍼렌즈의 점확산함수(PSF), 2차원 광학전달함수(OTF), 변조전달함수(MTF)를 실시간으로 계산할 수 있다.

파전을 정확하게 측정하고 이를 제조 샘플의 설계 이론과 비교함으로써 Phasics는 제조 과정을 표징하고 예상되는 광학 기능을 보장하는 데 도움을 줄 수 있습니다.또한 Phasics의 계량 솔루션은 제닉 계수와 같은 고전적인 광학 사진차, 변조 전달 함수 (MTF), 점 확산 함수 (PSF) 및 총 파전 오차도를 통해 하이퍼렌즈에 대한 포괄적인 광학 성능 표징을 제공할 수 있다.중요한 것은 이러한 측정을 실시간으로 수행할 수 있으며 한 번의 측정만으로 완료할 수 있다는 것입니다.

Phasics 기술은 뛰어난 노봉성과 통합이 용이한 특징으로 실제 응용에 이상적입니다.Phasics 기술은 과학 카메라와 유사하고 진동에 민감하지 않기 때문에 제자리 측정을 가능하게 하여 초표면의 생산 환경에 크게 접근하고 계량 과정을 간소화합니다.

초표면의 측정 및 표징 요구 사항에 대해 Phasics의 SID4-sC8과 SID4-HR 두 가지 정량 위상 이미징 카메라를 추천합니다.Metalens 파전위상 분석 시스템궁금한 점이 있으시면 문의를 환영합니다.

SID4 - HR 정량 위상 이미징 카메라

SID4 - sC8 정량 위상 이미징 카메라

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