[发明专利]一种振镜矫正系统及方法

权利要求书

1.一种振镜矫正方法，其特征在于，通过以下步骤实现：

S1：保持振镜扫描系统不动，使振镜光轴沿x向和y向依次进行场内曝光，在x向和y向依次打点并形成光斑，光斑位置测量装置对振镜扫描系统产生的所有光斑的位置进行测量并记录；

S2：将光斑位置测量装置测量得到的数据带入场内套刻模型得到当前振镜的场内误差参数；

S3：计算获得到待补偿的振镜场内误差量；

S4：将S3中得出的x向和y向的误差量带回到振镜控制器中进行重新打点，并对重新打出的光斑进行检测以及精度判断，如精度不满足，重复S1至S3，满足则停止，完成矫正；

S5：保持振镜扫描系统的光轴的场内位置不变，振镜扫描系统在龙门架上进行x向运动，每步进一次振镜扫描系统曝光一次，并利用光斑位置测量装置测量单点单次振镜在龙门架零位坐标系下的位置x_i,j,y_i,j，其中i＝1,2,...,n为曝光标记的个数，j为在每个点的利用光斑位置测量装置的测量次数；

S6：再保持振镜扫描系统的位置不变，振镜光轴沿x向依次进行场内曝光，即镜片转动带动光斑在x方向运动，利用光斑位置测量装置测量振镜扫描系统单点单次曝光时，光斑在龙门架零位坐标系下的水平向位置x′_i,j,y′_i,j，其中i为振镜曝光点个数，j为在每个点的利用光斑位置测量装置的测量次数；

S7：S6中光斑的名义位置与S5中的名义位置相同，均分别为x_nom_i,y_nom_i，S5和S6中对振镜扫描系统在每个曝光位置处均进行m次曝光，并对每一处的光斑的采样数据求均值：

将以上的采样数据代入以下公式进行最小二乘拟合，得到振镜安装旋转量为k：

S8：将S7中得出的振镜安装旋转量带回到振镜控制器中进行重新打点，并对重新打出的光斑进行检测以及精度判断，如精度不满足，重复S5至S7，满足则停止，完成矫正。

2.根据权利要求1所述的一种振镜矫正方法，其特征在于，所述S2中的场内套刻模型如下：

其中，

——Δx、Δy：光斑在水平向实际成像位置与名义位置在x向和y向的偏差；

——x、y：光斑的名义位置；

——Tx、Ty：振镜场内平移；

——Mx、My：振镜场内倍率；

——Rx、Ry：振镜场内旋转；

测试中共测量n=M×N个光斑，对于n个光斑，将（2-1）变换为矩阵形式：

利用最小二乘法拟合，得到当前振镜的场内误差Tx,Ty,Mx,My,Rx,Ry。

3.根据权利要求2所述的一种振镜矫正方法，其特征在于，所述S3中的待补偿的振镜场内误差量如下，即振镜扫描系统的光轴在每个x,y位置处的补偿量为：

4.根据权利要求3所述的一种振镜矫正方法，其特征在于，所述振镜扫描系统在x向和y向上每一个打点处均打若干个光斑，并对若干个光斑的位置数据取均值，用于S3中的计算。

5.一种振镜矫正系统，用于利用如权利要求1所述的振镜矫正方法进行矫正，其特征在于，包括振镜扫描系统、振镜控制器、激光器设备、龙门架、F-theta镜、检测采样系统以及光斑位置测量装置，所述F-theta镜用于振镜扫描系统的光束聚焦，所述检测采样系统用于对准光斑位置测量装置以及振镜扫描系统，所述振镜控制器控制振镜扫描系统进行扫描打点，所述振镜扫描系统在龙门架上进行x和z两个方向运动；所述光斑位置测量装置为轮廓仪；

工件台，所述工件台进行y向运动，所述光斑位置测量装置可选择的连接于所述工件台的上部或侧部，当所述光斑位置测量装置连接于所述工件台上部时，所述工件台带动所述光斑位置测量装置活动并测量光斑位置。

6.根据权利要求5所述的一种振镜矫正系统，其特征在于，还包括水冷系统，所述水冷系统用于对振镜扫描系统进行水冷降温，所述水冷系统的水冷温度为20℃-24℃。

7.根据权利要求5或6所述的一种振镜矫正系统，其特征在于，所述龙门架上设置有若干个振镜扫描系统。