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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(tài)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(qū)域反射鏡顯示了這種設計中固有的過度補償。