均匀性以及波前误差

计算无镀膜光学表面中由于误差产生的波前畸变是相当容易的。由于均匀性误差引起的相位变化，使膜层缺乏均匀性变得复杂。
 

为了计算由于不均匀性造成的波前误差，我们必须同时考虑膜层表面偏离理想状态的运动以及反射或透射时相移的任何变化。避免混淆的最简单方法是在外表面引入一层中等厚度的材料，使外表面完全均匀（图1）。然后，我们简单地计算出反射和透射的相移。在我们的正常约定中，负相移被转换成波前延迟，通常被视为负。为了将相位转换成波前误差，我们将其除以360°。

 

图1.计算非均匀前表面膜层（上）和后表面膜层（下）所需的相移。

 

一般来说，较薄的干涉膜层会增加反射相移。对于前表面反射镜，添加补偿入射介质材料会减少相移，与膜层变化相反。如图2所示，从纯几何的角度来看，这种补偿行为实际上减少了波前误差。这是非常幸运的，因为干涉反射膜层很厚，很难保证大面积表面的均匀性达到百分之一左右，较厚的膜层就表现出相反的行为。

 

图2.在21层四分之一堆栈中，由-1%的均匀性误差引起的波前误差。Theoretical Figure是纯几何误差

 

不幸的是，在反射镜中，膜层相位可能极大地过度补偿几何误差，导致相反意义上的大尺寸误差。这在图3中得到说明。
 

 

图3.由一个四分之一波长堆栈组成的扩展区域反射镜显示了这种设计中固有的过度补偿。