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均勻性以及波前誤差

計算無鍍膜光學表面中由于誤差產生的波前畸變是相當容易的。由于均勻性誤差引起的相位變化，使膜層缺乏均勻性變得復雜。
 

為了計算由于不均勻性造成的波前誤差，我們必須同時考慮膜層表面偏離理想狀態的運動以及反射或透射時相移的任何變化。避免混淆的最簡單方法是在外表面引入一層中等厚度的材料，使外表面完全均勻（圖1）。然后，我們簡單地計算出反射和透射的相移。在我們的正常約定中，負相移被轉換成波前延遲，通常被視為負。為了將相位轉換成波前誤差，我們將其除以360°。

 

圖1.計算非均勻前表面膜層（上）和后表面膜層（下）所需的相移。

 

一般來說，較薄的干涉膜層會增加反射相移。對于前表面反射鏡，添加補償入射介質材料會減少相移，與膜層變化相反。如圖2所示，從純幾何的角度來看，這種補償行為實際上減少了波前誤差。這是非常幸運的，因為干涉反射膜層很厚，很難保證大面積表面的均勻性達到百分之一左右，較厚的膜層就表現出相反的行為。

 

圖2.在21層四分之一堆棧中，由-1%的均勻性誤差引起的波前誤差。Theoretical Figure是純幾何誤差

 

不幸的是，在反射鏡中，膜層相位可能極大地過度補償幾何誤差，導致相反意義上的大尺寸誤差。這在圖3中得到說明。
 

 

圖3.由一個四分之一波長堆棧組成的擴展區域反射鏡顯示了這種設計中固有的過度補償。