用于超分辨成像的光瞳滤波器加工质量与性能参数分析

【作者】 吕罗兰； 张祥朝； 徐敏；

【机构】 上海超精密光学制造工程技术研究中心复旦大学；

【摘要】 随着光学工业向微型化发展以及微电子等技术的不断发展,微光学元件的应用领域不断扩大,起着传统光学不能替代的作用。微光学元件的加工方式主要是微细加工技术,因此其结构形状指标复杂多样,表面质量参数难以定义。另一方面,目前用于规范表面参数的国际标准ISO 25178-2^[1]主要针对的都是传统的光滑缓变表面,并不适用于需要特别关注局部结构特征的微光学元件的表面参数的规范。因此,建立微光学元件的几何形貌与性能参数之间的关联对微光学元件的设计加工中的精度控制具有很好的指导意义。本文研究了典型的微光学元件3环带光瞳滤波器的环带偏心,偏角,倒圆及圆度与超分辨性能参数的显著度关系,并与5环带和7环带的光瞳滤波器进行了对比。将相关度系数分为5个等级,第二层环带的偏心ρ₂对G和Strehl的影响比第一层环带的偏心ρ₁更加显著,并且偏角θ₂的影响比较弱。因此ρ₂是影响超分辨性能的一个有效参数。从表2和表3分析,虽然倒圆和圆度对超分辨的影响都较为显著,但是根据其变化率可以发现倒圆性能的影响远大于圆度。因此倒圆是影响超分辨性能的一个有效参数。通过5环带和7环带光瞳滤波器,研究了每一个环带的偏心对超分辨参数G的影响规律。结果表明,外层环带的偏心对超分辨性能的影响大于内层环带。光瞳滤波器表面参数中的偏心和倒圆是影响超分辨性能的有效参数,而且外层环带的偏心比内层环带的偏心需要更加严格的精度控制。更多还原