Fortgeschrittene Sub-Pixel-Räumliche-Auflösungs-Interferometrie: Nyquist-Limit überschreiten

Innovatoren am NASA Marshall, in Zusammenarbeit mit dem Center for Applied Optics an der University of Alabama in Huntsville, entwickelten ein System, das die räumliche Auflösung interferometrischer Messungen optischer Oberflächen über das fundamentale Nyquist-Limit des Abbildungsystems/Detektors des Interferometers hinaus erhöht. Das Sub-Pixel Spatial Resolution Interferometry (SSRI) System ermöglicht optischen Fertigern, Oberflächenmerkmale räumlicher Frequenzen präzise zu qualifizieren, die mit Standardinterferometern nicht präzise aufgelöst werden konnten.

Aktuelle Trends im optischen Design produzieren neue Arten von Spezifikationen, die distinkte räumliche Frequenzbänder erfordern und größere Aperturoptiken verlangen; jedoch erfordert die Fähigkeit, diese Merkmale über die volle Apertur zu charakterisieren, Verbesserungen. Das SSRI-System erfüllt diesen Bedarf, indem es die räumliche Auflösung vollapertur-interferometrischer Messungen mittels einer Technik erhöht, die interlaced Stitching von niedrigauflösenden Messungen bei sub-pixel-lateralen Verschiebungen incorporiert, um die räumliche Auflösung zu erhöhen.

Das SSRI-System erhöht die räumliche Auflösung der interferometrischen Messungen, indem es multiple Messungen einer optischen Oberfläche mit sub-pixel-Verschiebungen zwischen einem CCD-Detektor (charged coupled device) und der zu testenden Optik zwischen den Messungen durchführt. Die Messungen werden dann kombiniert, um eine einzelne Messung mit höherer räumlicher Auflösung zu erstellen.

Die Messungen werden mittels eines Stitching-Algorithmus kombiniert. Diese Methode löst die räumliche-Auflösungsbeschränkung, die durch Pixelgröße und -abstand definiert ist. Es wird angenommen, dass das optische System so designed wurde, dass höherfrequente räumliche Merkmale passieren können. Diese neue Technik wird Präzisionsoptik ermöglichen, präzise gegen Spezifikationen qualifiziert zu werden, und Fertigern erlauben, höherfrequente räumliche Fehler deterministisch zu korrigieren. Das SSRI-System kann mit leichten Modifikationen in existierende kommerziell verfügbare Interferometer und interferometrische Profiler integriert werden, um die erreichbare räumliche Auflösung zu erhöhen.

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