





ZYGO 8070-0102-01X + PC200 是ZYGO公司提供的一套完整的菲佐型(Fizeau)激光平面干涉仪测量系统。其中,8070-0102-01X 指代干涉仪主机硬件,通常包含激光源、参考镜、成像系统、探测器等核心光学机械部件;PC200 则是指配套的专业测量与分析软件。该系统利用激光干涉原理,能够对光学平面、球面(需匹配相应参考镜)以及其他高精度表面的面形误差(平整度、曲率半径、局部缺陷等)进行非接触、全场、纳米级精度的快速测量。
在高端光学镜头制造公司的镀膜前检验工序,一枚用于极紫外光刻机投影物镜的超平坦硅基反射镜坯料需要经过严苛的面形检测。技术员将坯料放置在 ZYGO 8070-0102-01X 干涉仪的测试光路中,启动 PC200 软件。系统发出的激光被分束,一束光被高度完美的参考镜反射(参考光),另一束光被待测镜面反射(测试光)。当两束光重新汇合时,由于光程差而产生干涉条纹。PC200 软件控制移相器,采集多幅干涉图,通过先进的算法解算出待测镜面每一点相对于理想平面的高度偏差。几秒钟内,屏幕上便生成了彩色的面形误差图,并精确给出了峰谷值(PV)、均方根值(RMS)等关键参数。只有面形精度优于λ/20(约31.6纳米)的坯料才能进入下一道昂贵的镀膜工序,从而确保了最终镜片的成像质量。
主要参数 | 数值/说明(典型范围) |
系统组成 | 8070-0102-01X (干涉仪主机) + PC200 (测量分析软件) |
制造商 | ZYGO Corporation |
产品类别 | 菲佐型激光平面干涉仪系统 |
测量类型 | 光学平面、球面(需相应参考镜)的面形误差、透射波前误差等 |
标准口径 | 取决于具体配置,常见如 4英寸(100mm)、6英寸(150mm)等 |
光源/波长 | 稳频氦氖(HeNe)激光,波长 632.8 nm |
测量精度 | 面形精度可达 λ/20 PV 或更高(λ=632.8nm),重复性达纳米级 |
测量原理 | 相移干涉测量法(PSI),高速、高精度、全场测量 |
探测器 | 高分辨率CCD相机,用于采集干涉条纹图 |
软件平台 | PC200:提供自动化测量、数据分析、报告生成功能,支持多种Zernike多项式拟合、功率谱密度(PSD)分析等 |
输出参数 | 峰谷值(PV)、均方根值(RMS)、曲率半径、Zernike系数、三维形貌图等 |
环境要求 | 需在温度稳定、低振动、洁净的光学实验室或隔振平台上使用 |
· •创新点1:相移干涉技术与纳米级精度:与传统的目视判读干涉条纹不同,ZYGO 8070系统采用精密的相移干涉技术。通过压电陶瓷(PZT)驱动参考镜进行纳米级步进移动,PC200软件同步采集多幅(通常5幅或以上)相位不同的干涉图。利用算法从这些图中解算出连续的相位分布,从而重构出被测表面的三维形貌。这种方法消除了主观误差,将测量精度和重复性提升至纳米量级,并能提供全场定量数据。
· •创新点2:集成化硬件与智能分析软件:8070-0102-01X主机集成了高稳定性的激光器、高平整度的参考镜、精密的移相机构和高分辨率相机,形成了一个高度集成的精密测量平台。PC200软件则是系统的“大脑”,它不仅控制硬件自动完成测量流程,更提供了强大的数据分析工具,如Zernike多项式分解(用于分析像差成分)、功率谱密度分析(用于评估表面不同空间频率的粗糙度)、以及符合ISO等国际标准的参数计算,将原始的干涉图转化为可直接用于工艺指导的工程信息。
· •创新点3:标准化与可追溯性:ZYGO干涉仪及其PC200软件产生的测量结果,是国际光学制造行业公认的权威数据。系统的校准可溯源至国家长度基准。这使得不同厂家、不同实验室的测量结果具有可比性,为光学元件的采购、验收和质量控制提供了统一、客观的标准,极大地促进了供应链的协作和产品质量的提升。
项目案例:航空航天相机反射镜组件验收检测某航天研究所为新型遥感卫星研制的大口径碳化硅反射镜,其面形精度直接决定成像分辨率。应用流程:反射镜加工完成后,被送入恒温恒湿的超净检测间。使用 ZYGO 8070-0102-01X + PC200 系统(配备大口径参考镜)对其进行全口径面形检测。系统自动完成测量,PC200软件生成详细报告,显示面形误差PV值为λ/15,RMS值为λ/100,且中高频误差满足要求。带来的改进:精确的定量数据为工艺改进提供了直接依据。研磨抛光团队根据PC200软件提供的面形误差图,对局部区域进行针对性修琢。经过几轮“测量-加工”迭代,最终将面形精度提升至λ/30(PV)的设计指标。项目光学负责人表示:“ZYGO干涉仪和PC200软件是我们确保反射镜达到太空级质量的眼睛和标尺。没有它提供的精确数据,我们不可能实现如此高精度的确定性加工。”


1. 1.不同口径和焦距的参考镜:用于测量不同尺寸和曲率半径的平面、球面或非球面(需专用补偿镜)。
2. 2.精密隔振光学平台:为干涉仪提供绝对稳定的测量环境,隔离地面振动。
3. 3.洁净室或净化罩:防止灰尘落在参考镜或被测件表面影响测量。
4. 4.标准平面镜/球面镜:用于定期校准和验证干涉仪系统自身的精度。
5. 5.辅助照明与对准工具:如准直激光器、调整架等,用于快速准直光路。
6. 6.数据传输与存储设备:用于保存大量的测量数据和图像。
7. 7.ZYGO高级分析软件模块(可选):如用于非球面分析的模块。
ZYGO 8070-0102-01X + PC200 系统是精密光学仪器,必须安装在温控良好、洁净、低振动的专业实验室环境中,通常放置于大型隔振光学平台上。使用时需严格遵循光学器件操作规程,避免用手直接接触参考镜和被测件表面。系统开机后需要一定时间进行热稳定。
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