[发明专利]球面面形检测中待测球面倾斜偏移高阶调整误差校正方法

权利要求书

1.一种球面面形干涉检测中待测球面倾斜偏移高阶调整误差的高精度校正方法，其特征在于，它的校正步骤如下：

1)利用干涉仪测量得到数值孔径为NA的待测球面的一组原始面形数据W(ρ,θ)，其中(ρ,θ)为待测球面上的归一化极坐标；

2)对步骤1）得到的原始面形数据W(ρ,θ)进行37项泽尼克多项式拟合，那么原始面形数据W(ρ,θ)可表示为：

W(ρ,θ)=Σi=036aiZi(ρ,θ)]]>

由此可以得到对应的各项拟合系数a_i(i=0,…,36)，其中：

a₀=-4s

a₁=2R·tanβ·NA

a₂=2R·tanβ·NA

a₃=s(NA²/2+NA⁴/8+9NA⁶/160+NA⁸/32)

式中，a₀为常数项系数、a₁为x方向倾斜项系数、a₂为y方向倾斜项系数、a₃为离焦项系数；s为待测球面曲率中心相对于参考球面波中心的轴向偏移量，R为待测球面的曲率半径，β为待测球面曲率中心相对于光轴z的倾斜偏移量，NA为待测球面的数值孔径；其中，泽尼克多项式常数项为Z₀=1，x方向倾斜项为Z₁=ρcosθ，y方向倾斜项为Z₂=ρsinθ，离焦项为Z₃=2ρ²-1；

3)在已知待测球面曲率半径R的条件下，根据步骤2）得到的原始面形数据W(ρ,θ)泽尼克拟合波面中所确定的x方向倾斜项误差分布a₁Z₁，计算得到待测球面由于x方向倾斜偏移误差所引入的含有x方向倾斜误差高阶形式的波像差Z₁'为：

Z1′=f(a1Z1)=a1Z1-14R(a1Z1)2+18R2(a1Z1)3]]>

同理，在已知待测球面曲率半径R的条件下，根据步骤2）得到的原始面形数据W(ρ,θ)泽尼克拟合波面中所确定的y方向倾斜项误差分布a₂Z₂，计算得到待测球面由于y方向倾斜偏移误差所引入的含有y方向的倾斜误差高阶形式的波像差Z'₂为：

Z2′=f(a2Z2)=a2Z2-14R(a2Z2)2+18R2(a2Z2)3]]>

4)根据步骤2）得到的原始面形数据W(ρ,θ)泽尼克拟合多项式常数项误差分布a₀Z₀、离焦项误差分布a₃Z₃，以及步骤3）得到的由于倾斜偏移误差所引入的含有x方向倾斜误差高阶形式的波像差Z₁'和y方向的倾斜误差高阶形式的波像差Z'₂，得到由于待测球面倾斜偏移和轴向偏移误差所引入的波前像差W'(ρ,θ)为

W'(ρ,θ)=a₀Z₀+Z₁'+Z'₂+a₃Z₃

5)根据步骤4）中由于待测球面倾斜偏移和轴向偏移调整误差所引入的波前像差W'(ρ,θ)，可消除步骤1）中所得的原始面形数据W(ρ,θ)中由于待测球面倾斜偏移和轴向偏移的调整误差而引入的波前像差，进而得到经过待测球面倾斜偏移高阶调整误差校正后的实际待测面形数据W_t(ρ,θ)为：

W_t(ρ,θ)=W(ρ,θ)-W'(ρ,θ)

对于待测球面由于倾斜偏移高阶调整误差的校正方法为：

W_t1(ρ,θ)=W(ρ,θ)-Z₁'-Z'₂

其中W_t1(ρ,θ)为经过待测球面倾斜偏移高阶调整误差校正后的面形数据；

对于待测球面由于轴向偏移调整误差的校正方法为：

W_t2(ρ,θ)=W(ρ,θ)-a₀Z₀-a₃Z₃

其中W_t2(ρ,θ)为经过待测球面轴向偏移调整误差校正后的面形数据。