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微纳加工公司

1971年，美国Itek公司A. J. MacGovern 和J. C. Wyang提出在干涉测量中使用计算全息(Computer Generated Holograms, CGH)对非球面进行检测，随后该技术在高精度光学元件检测（非球面、自由曲面、柱面镜等）中得到了广泛的应用。

当利用干涉原理对被测面的面形进行检测时，需要一个与其匹配的参考面。通常干涉仪厂家只会提供标准平面镜头和球面镜头，因此只能对平面或球面进行直接测量，无法对非球面、自由曲面、柱面等直接干涉测量。这时候就需要用到补偿器对波前像差进行补偿。

计算全息图（CGH）属于补偿器件的一种。利用光的衍射效应实现对被测光学元件像差补偿。

1. Zemax设计CGH实例

在Zemax通常可以用Bianry1、Bianry2、Zernike Fringe Phase等面形来表征CGH衍射面，Bianry1可用于柱面检测中CGH设计，Bianry2可用于同轴非球面CGH设计，Zernike Fringe Phase可表征复杂面型、同时便于加倾斜、离轴等载频信息（避免鬼像干扰）适用于非球面、自由曲面、离轴面、柱面等CGH设计。以下为一同轴非球面的CGH设计，其残余波像差为0.

2. CGH类型

Zemax中CGH设计完成后，需要将面型相位数据转码为可加工数据进行加工，如激光直写需提供CIF、GDSII等格式数据。CGH分为振幅型和位相型或两者混合组成。振幅型在基板表面镀铬形成CGH图形，位相型通过刻蚀一定的相位深度来制作CGH（如两台阶刻蚀深度λ/2（n-1）, λ为检测波长、n为材料折射率）。当占空比为0.5时，振幅型CGH的±1级最大衍射效率为10%；相位型CGH的±1级最大衍射效率40%。振幅型CGH通常用于高反射率镜面；相位型CGH可用于未镀膜的低反射率镜面。

3.CGH加工精度

CGH精度由基底材料的面形、透射波前和衍射图形加工精度决定，如根据被检镜子精度为λ/30，基底的透射波前应至少优于λ/60，高精度的基板是制作CGH的关键。目前本公司可以提供1/100-1/600λ高精度基板，衍射微结构图形线宽和深度误差影响CGH衍射效率的同时也会对CGH波前产生误差，这需要针对具体设计分析，并根据分析对加工提要求。

CGH刻线位置误差是影响CGH误差的最重要来源之一，目前本公司采用的高精度激光直写或电子束直写的刻线位置误差可达到100nm-10nm。

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