[发明专利]非球面空间位置的快速调整方法

摘要

非球面空间位置的快速调整装置及调整方法，属于超高精度非球面面形检测领域。该装置包括干涉仪、安装在干涉仪下端的补偿器、调整机构、安装在调整机构上的检测支撑平台、安装在检测支撑平台上的被测非球面；所述调整机构用于调整被测非球面的倾斜、偏心和离焦。本发明通过建立调整机构中X、Y、Tilt X、Tilt Y等自由度和面形检测结果中Zernike项中的倾斜以及慧差之间的调整关系的矩阵方程，通过解矩阵方程得出调整台X、Y、Tilt X、Tilt Y等自由度所需的调整量，这样只需进行一次调整即可将被测非球面调整到位，节省大量的非球面调整时间。本发明结构简单、装调方便、成本低，调整方法快速、简单、调整精度高。

主权项

1.非球面空间位置的快速调整装置的调整方法，其特征在于，所采用的非球面空间位置的快速调整装置，包括：干涉仪(1)、安装在干涉仪(1)下端的补偿器(2)、调整机构(5)、安装在调整机构(5)上的检测支撑平台(4)、安装在检测支撑平台(4)上的被测非球面(3)；所述调整机构(5)用于调整被测非球面(3)的倾斜、偏心和离焦；该调整方法包括以下步骤：步骤一、通过调整机构(5)将被测非球面(3)调整到理论检测位置，此理论检测位置作为被测非球面(3)检测的初始位置，利用干涉仪(1)及补偿器(2)检测被测非球面(3)，得到被测非球面(3)面形检测结果，记录检测结果的zernike系数中的离焦z4，倾斜z2、z3，慧差系数z7、z8；步骤二、利用调整机构(5)调整被测非球面(3)在X方向平移Δx微米，测量被测非球面(3)面形，得到此时的检测结果的zernike系数中的倾斜z2x′、z3x′，慧差系数z7x′、z8x′；步骤三、利用调整机构(5)调整被测非球面(3)在Y方向平移Δy微米，测量被测非球面(3)面形，得到此时的检测结果的zernike系数中的倾斜z2y′、z3y′，慧差系数z7y′、z8y′；步骤四、利用调整机构(5)调整被测非球面(3)在Tilt X自由度旋转Δu微弧度，测量被测非球面(3)面形，得到此时的检测结果的zernike系数中的倾斜z2u′、z3u′，慧差系数z7u′、z8u′；步骤五、利用调整机构(5)调整被测非球面(3)在TiltY自由度旋转Δv微弧度，测量被测非球面(3)面形，得到此时的检测结果的zernike系数中的倾斜z2v′、z3v′，慧差系数z7v′、z8v′；步骤六、利用步骤一至步骤五中得到的数据建立矩阵方程，如式(2)所示：(z2x′‑z2)*x/Δx+(z2y′‑z2)*y/Δy+(z2u′‑z2)*u/Δu+(z2v′‑z2)*v/Δv＝z2′‑z2(z3x′‑z3)*x/Δx+(z3y′‑z3)*y/Δy+(z3u′‑z3)*u/Δu+(z3v′‑z3)*v/Δv＝z3′‑z3(z7x′‑z7)*x/Δx+(z7y′‑z7)*y/Δy+(z7u′‑z7)*u/Δu+(z7v′‑z7)*v/Δv＝z7′‑z7(z8x′‑z8)*x/Δx+(z8y′‑z8)*y/Δy+(z8u′‑z8)*u/Δu+(z8v′‑z8)*v/Δv＝z8′‑z8式(2)式(2)中，z2′、z3′、z7′、z8′分别为被测非球面(3)不在理论检测位置时检测被测非球面(3)面形而得到的倾斜z2′、z3′以及慧差系数z7′、z8′，x、y、u、v分别为将被测非球面(3)重新调回理论检测位置时调整机构(5)在X、Y方向平移、绕X轴旋转以及绕Y轴旋转自由度的调整量；步骤七、将z2′、z3′、z7′、z8′带入矩阵方程中解出x、y、u、v，即可得到从被测非球面(3)目前的非理论检测位置将其调回理论检测位置所需要的在X、Y方向平移、绕X轴旋转以及绕Y轴旋转等自由度的调整量。