Sistema de análise de fase pré-onda Metalens

NegociávelAtualização em02/07

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Os sistemas de análise de fase pré-onda Metalens são úteis em qualquer situação em que seja necessário reduzir o tamanho e o peso dos componentes ópticos no sistema. Isso inclui radares a laser para sensores 3D em veículos autônomos e sistemas de reconhecimento facial; equipamentos médicos, como endoscópios e microscópios; Sistemas de vigilância, tais como câmeras de visão de máquina e infravermelho; Sistemas de visualização e imagem, como câmeras de celulares, sensores de imagem CMOS e dispositivos AR/VR; e hologramas.

Detalhes do produto

Supersuperfícies ópticas são uma classe revolucionária de materiais projetados para manipular ondas de luz em nanoescala. Ao projetar e fabricar nanoestruturas artificiais em escala de comprimentos de onda subjacentes, a superfície pode controlar com precisão a amplitude, fase e polarização das ondas de luz. Em comparação com os dispositivos ópticos tradicionais, a supersuperfície não é apenas poderosa, mas também reduz significativamente o volume dos dispositivos ópticos.Sistema de análise de fase pré-onda Metalens，Metalens é uma das aplicações típicas da tecnologia de superfície. As superlentes são úteis em qualquer situação em que seja necessário reduzir o tamanho e o peso dos componentes ópticos no sistema. Isso inclui radares a laser para sensores 3D em veículos autônomos e sistemas de reconhecimento facial; equipamentos médicos, como endoscópios e microscópios; Sistemas de vigilância, tais como câmeras de visão de máquina e infravermelho; Sistemas de visualização e imagem, como câmeras de celulares, sensores de imagem CMOS e dispositivos AR/VR; e hologramas.

Desafios existentes e dificuldades de fabricação

Devido à nanoestrutura e ao modo como os comprimentos de onda subjacentes da superlente funcionam, sua medição óptica é desafiada durante o desenvolvimento, fabricação e inspeção. As técnicas tradicionais de baixa resolução dificultam medir com precisão as características complexas das superlentes. Para alcançar a resolução de comprimentos de onda subjacentes, é necessário usar técnicas especiais, como microscópio eletrônico ou microscópio de sonda de varredura. Além disso, a tolerância de fabricação das superlentes também afeta seu desempenho, por isso a caracterização precisa é essencial para avaliar seu desempenho.
A sensibilidade das superlentes à polarização aumenta ainda mais a dificuldade da medição e, portanto, exige medições para diferentes estados de polarização. Para obter um desempenho multiespectral, também é necessário usar tecnologias* com alta resolução espectral. Além disso, a análise precisa da pré-onda é essencial para avaliar a capacidade de formação pré-onda da superlente. Ao mesmo tempo, os testes de estabilidade ambiental também são essenciais para garantir que o desempenho das superlentes seja consistente.

Para responder a esses desafios, a Phasics lançou soluções integrais que atendem simultaneamente às necessidades de sensibilidade polarizada, desempenho multiespectral, análise pré-onda de alta precisão e estabilidade ambiental das superlentes.

Soluções Phasics para Superlentes

A tecnologia de interferência de corte horizontal de quatro ondas da Phasics permite a caracterização óptica específica de superlentes para fornecer soluções adequadas e atender a:

Medição de alta precisão em escalas espaciais de comprimento de onda subjacente: os sensores de pré-onda da Phasics não só têm uma precisão de medição de diferença de distância óptica superior a 2nm RMS, mas também possuem um design de interface C-end conveniente que permite a conexão direta do microscópio para uma instalação rápida e pronta para uso e resolução espacial no nível de comprimento de onda subjacente.

Irrelevância da polarização: os sensores pré-ondas da Phasics suportam medições de polarização abrangentes que permitem analisar com precisão a resposta óptica da superfície em diferentes estados de polarização para avaliar melhor o desempenho real do dispositivo.

Capacidade de medição multiespectral: seus produtos permitem medições de alta precisão em várias faixas de comprimentos de onda, garantindo o desempenho das superlentes em aplicações multiespectrais.

Estabilidade ambiental: os sensores Phasics podem manter medições precisas em condições ambientais instáveis, eliminando interferências dos impactos ambientais nos resultados de medição e garantindo a confiabilidade dos dados.

Através da tecnologia de medição da Phasics*, os pesquisadores podem responder de forma abrangente a uma variedade de desafios no campo da medição em tecnologias de superlente e supersuperfície, impulsionando a ampla aplicação dessas tecnologias revolucionárias em áreas como imagem, sistemas a laser e computação óptica.

Como medir com sensores phasics?

Phasics para medição de superfície

Metalens波前相位分析系统

No exemplo da Figura 1 abaixo, um deslocamento de fase simples da superfície é medido. Os sensores pré-ondas de alta precisão da Phasics detectam defeitos de fase locais devido a erros de produção, ajudando assim a avaliar e ajustar o processo de fabricação para garantir a qualidade de produção suprasuperficial.

Figura 1: Caracterização óptica suprasuperficial com base em interferência de corte horizontal de quatro ondas

Laboratório CNRS CRHEA, França, S. Khadir - arXiv:2008.11369v1

A Figura 2 a seguir descreve a medição de uma superlente de Pancharatnam-Berry (PB) usando dois estados de polarização círcula diferentes: rotação direita e rotação esquerda. Dependendo do projeto, quando o estado de polarização é alterado, a superlente gera uma lente positiva ou negativa.

Figura 2: O gráfico de fase da curvatura pré-onda é mostrado à esquerda e o contorno da curva correspondente à direita. O gráfico de fase média mostra o erro pré-onda residual após a filtragem da curvatura pré-onda.

A tecnologia QWLSI da Phasics não é afetada pela polarização, portanto, nossos dispositivos ainda podem caracterizar em detalhe a pré-onda ao mudar de polarização cíclica direita para polarização cíclica esquerda. A Figura 2 mostra as mudanças na curvatura pré-onda. Além disso, os erros pré-onda residuais podem ser revelados filtrando as curvaturas pré-onda principais que refletem defeitos em frequências espaciais mais altas (veja o gráfico de fase esquerda no meio da Figura 2).

Figura 3: A superlente PB medida a um comprimento de onda projetado de 544nm no lado superior e a mesma superlente medida a 633nm no lado inferior. Depois de subtrair a curvatura pré-onda, o erro residual medido no comprimento de onda do projeto é menor.

Na Figura 3, medimos a mesma superlente PB em dois comprimentos de onda diferentes: 544nm (seu comprimento de onda projetado) e 633nm. A tecnologia Phasics possui a propriedade de discrepância de auto-atenuação que permite medir qualquer comprimento de onda dentro da faixa de sensibilidade do modelo do sensor.

As medições mostraram que menos erros de pré-onda de alta frequência espacial foram gerados quando as superlentes foram usadas em comprimentos de onda projetados.

Figura 4: Medição de lentes metálicas PB. A esquerda é a imagem de intensidade e o gráfico de pré-onda total, e a direita revela outras diferenças ópticas através da curvatura de pré-onda filtrada (ou item de desvio de Zenik). O gráfico de colunas na parte inferior mostra a principal desviacão de imagem de Zenic de nível inferior. A função de difusão de ponto (PSF) da superlente foi gerada com base no gráfico de intensidade e no gráfico de pré-onda e a função de transmissão modular (MTF) (imagem e gráfico no canto inferior direito) foi calculada.

Na Figura 4, medimos uma lente metálica PB. O alto alcance dinâmico do sensor de pré-onda SID4-HR da Phasics é capaz de capturar simultaneamente a curvatura pré-onda principal e exibir a diferença óptica necessária através da filtragem de diferença.

A amostra mostrou uma dispersão de 45 graus como principal desvio óptico de Zenik. Usando gráficos de intensidade e pré-ondas, a tecnologia Phasics é capaz de calcular em tempo real a função de difusão de ponto (PSF), a função de transmissão óptica bidimensional (OTF) e a função de transmissão modulada (MTF) de uma superlente.

Ao medir com precisão a pré-onda e compará-la com a teoria do projeto da amostra de fabricação, o Phasics pode ajudar a caracterizar o processo de fabricação para garantir a função óptica desejada. Além disso, as soluções de medição da Phasics fornecem uma caracterização óptica abrangente das superlentes através de diferenças ópticas clássicas, como o coeficiente de Zennick, a função de transmissão modular (MTF), a função de difusão de ponto (PSF) e o gráfico de erro pré-onda total. É importante que todas essas medições sejam realizadas em tempo real e que sejam feitas com uma única medição.

A tecnologia Phasics, com sua excelente robustez e facilidade de integração, é ideal para aplicações práticas. Devido ao seu design semelhante às câmeras científicas e insensível às vibrações, a tecnologia Phasics permite medições in situ, muito próximas de ambientes de produção suprasuperficiais, simplificando o processo de medição.

Para as necessidades de medição e caracterização suprasuperficiais, recomendamos as câmeras de imagem em fase quantitativa SID4-sC8 e SID4-HR da Phasics.Sistema de análise de fase pré-onda MetalensSe você tiver alguma dúvida, seja bem-vindo a consultar.

SID4 - Câmera de imagem em fase quantitativa HR

SID4 - SC8 câmera de imagem em fase quantitativa

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