基于N位旋转测量的光学平面绝对检测技术研究

摘要

对于光学平面面形的高精度检测，目前常用的方法是相对于参考平面的干涉测量，其检测精度受到参考平面面形精度的制约，而绝对检测方法能够将参考平面误差从测量结果中分离出去，从而得到被测元件的绝对面形。本文主要以三面互检法在平面绝对检测中的应用为研究方向。
　　首先介绍了一些常用三面互检法的原理并分析了各自算法的优缺点。为了获得全口径、全频段的绝对面形，本文研究了一种基于N位旋转测量的绝对检测方法，在传统三面互检法的基础上，增加一组N位旋转测量，利用奇偶函数理论获取完整的面形信息。推导了理论公式，并进行了计算机模拟仿真和误差分析，从理论上证明了该方法的有效性;在4D干涉仪上完成了实验测量及数据分析，创新性地设计了两组对比实验，从实践上证明了该方法的可行性及准确性。
　　在实现绝对检测的基础上，本文提出了一种评估干涉仪系统误差对元件中频PSD1影响的新方法，将通过绝对检测方法得到的参考镜实际面形数据运用于干涉仪中，得到待测元件的绝对面形，将该结果与待测元件的相对检测结果进行比较，即可得出系统误差对元件PSD1的影响大小。详细讨论了波面中频误差处理过程，编写了数据处理程序，研究了基于N位旋转测量的绝对检测方法对中频信息的恢复能力，从两个方面仿真模拟了系统误差对元件中频评价的影响，并用实验进行了验证。该研究结果可以为中频误差检测用干涉仪的性能评估提供参考依据。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 课题研究现状

1．3 本文研究工作

2 绝对检测技术的理论基础

2．1 常用的绝对检测法

2．1．1 传统三面互检法

2．1．2 Zernike多项式拟合法

2．1．3 奇偶函数法

2．2 基于N位旋转测量的绝对检测方法

2．3 仿真分析

2．3．1 基于N位旋转测量的绝对检测算法仿真

2．3．2 奇偶函数法原理仿真

2．3．3 误差分析

2．4 本章小结

3 元件中频误差的评价

3．1 PSD中频误差数据处理过程

3．2 空域处理方法

3．2．1 Quad-Flip技术

3．2．2 窗函数

3．2．3 窗函数补偿系数

3．3 误差函数滤波窗

3．4 系统误差影响仿真分析

3．4．1 系统误差对PSDl的影响仿真分析

3．4．2 系统误差对元件塌陷曲线的影响仿真分析

3．5 本章小结

4 实验验证与数据分析

4．1 FizCam-2000EP动态干涉仪

4．1．1 相移干涉技术

4．1．2 FizCam-2000EP动态干涉仪技术原理

4．1．3 相位掩膜板探测阵列原理

4．2 绝对检测实验

4．2．1 实验

4．2．2 实验结果

4．2．3 实验重复性分析

4．2．4 对比实验

4．3 系统误差对元件中频PSDl的影响研宄

4．3．1 N位旋转测量法对中频信息的恢复能力仿真

4．3．2 系统误差对元件中频误差影响实验

4．4 本章小结

5 全文总结及展望

5．1 主要研究成果

5．2 后续工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文情况

攻读硕士学位期间参加的科研情况