[发明专利]干涉确定光学表面的形状的测量装置

说明书

干涉确定测试件(14)的光学表面(12)的形状的测量装置(10)包括：产生照明波(34)的照明模块(16)，干涉仪(18)，该干涉仪(18)配置为将照明波分裂成参考波(52)和被指引到光学表面上的测试波(50)，两束波关于彼此倾斜使得当将它们叠加在干涉仪的检测平面(62)中时产生多个条纹干涉图案(66)。照明模块具有在检测平面的傅里叶平面中布置的光瞳平面(28)，并且照明模块配置为产生照明波使得光瞳平面中的照明波的强度分布包括一个或多个空间上隔离、连续的表面区域(38)，该表面区域(38)配置为使得具有与表面区域或表面区域的总体配合的最小可能面积的矩形(74)具有至少1.5∶1的纵横比。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年7月20日的德国专利申请10 2016 213 237.7的优先权。该专利申请的全部公开内容通过引用并入本申请中。

技术领域

本发明涉及由干涉法确定测试物的光学表面的形状的测量设备以及方法。

背景技术

发明背景

作为示例，在WO 2006/077145 A2中描述了这样的测量设备。该测量设备包括Fizeau干涉仪，通过其产生具有与光学表面的预期的形状适配的波前的测量波。出于确定光学表面的实际形状与其预期形状的偏离的目的，在光学表面的反射之后由干涉法评估适配的测量波的波前。根据WO 2006/077145 A2的Fizeau干涉仪是所谓的常用的路径干涉仪，其中干涉部分束的路径沿着相同光学路径延伸或者是至少空间上彼此紧密相邻的。然而，这样的常用路径干涉仪受到由测试物的机械振动或由干涉仪腔中的空气纹影所引起的相位扰动影响。可以通过使用多条纹干涉仪阻止相位敏感性。在这样的多条纹或多个条纹干涉仪中，干涉部分束关于彼此倾斜延伸使得多条纹干涉图案出现。

作为示例，具有光学表面的光学元件是诸如透镜元件或反射镜的光学部件。这样的光学部件用在光学系统中，例如在用于天文学中的望远镜中或者如在光刻方法中所使用的成像系统中。这样的光学系统的成功实质上由精确度确定，以该精确度可以产生其光学部件并且将光学部件各处理成与预期的形式对应的光学部件的表面的效应，所述形式在其设计期间由光学系统的设计者来设定。在这样的制造的范围内，必须将处理的光学表面的形式与其预期的形式比较并且确定制造的表面和预期的表面之间的差别或偏离。然后，例如，可以在那样的区域中处理光学表面，该区域中处理的面和预期的面之间的差别超出预先确定的阈值。

在通过多条纹干涉仪高精度测量光学表面期间，可能被追溯到干涉仪的光学表面上的缺陷的扰动经常发生。在此，可以以尽最大可能使扰动最小化的方式来选择这些干涉仪中的照明。这可以借助于以下来实现：在照明光瞳中使用扩展的环形光源来代替具有不多于一个艾里半径的范围的“点状”光源。扩展的光源导致缺陷的不锐利成像，并且因此导致测量误差的显著降低。然而，它的缺点在于降低了多条纹干涉图的对比度，导致较差的信噪比。

发明内容

发明目的

本发明的目的为提供设备和方法，通过该设备和方法解决前述问题，并且通过该设备和方法促进特别是通过多条纹干涉仪确定表面形式，该多条纹干涉仪特征在于干涉图对比度高并且同时对与干涉仪的光学面中的缺陷相关的误差的敏感性低。

本发明的解决方案

根据本发明，例如通过下文所述的由干涉法确定测试物的光学表面的形状的测量设备，可以实现上文所述的目的。根据本发明的测量设备包括产生照明波的照明模块，干涉仪，该干涉仪将照明波分裂成参考波和被指引到光学表面上的测试波，参考波和测试波关于彼此倾斜，使得通过重叠所述波在干涉仪的检测平面中产生多条纹干涉图案。在此，照明模块具有在检测平面的傅里叶平面中布置的光瞳平面，并且该照明模块配置为产生照明波使得光瞳平面中的照明波的强度分布包括一个或多个空间上隔离且连续的表面区域，该表面区域配置为使得具有与表面区域或表面区域的总体配合的最小可能面积的矩形具有至少1.5∶1、特别地至少2∶1或至少3∶1的纵横比。