[发明专利]检测任意波长光学系统离焦位置透射波前的方法

摘要

本发明提供了一种检测任意波长光学系统离焦位置透射波前的方法，包括以下步骤：在利用激光干涉仪对光学系统检测Zernike系数之前，利用激光干涉仪对光学系统的单位长度的Zernike系数的变化系数k_i(λ_m)进行检测，得到了公式：然后在利用激光干涉仪对光学系统进行Zernike系数的测定，得到光学系统在聚焦位置时的Zernike系数，进而得到公式：将得到的上述两个公式带入到公式中：Z_i(λ_m,d)＝Z_i(λ_m)+k_i(λ_m)×Δd由于Δd可以测定，因此即可得到任意波长光学系统离焦位置的Zernike系数，进而拟合得到任意波长光学系统离焦位置的透射波前。利用上述方法计算得到的任意波长光学系统离焦位置的透射波前，大大地降低了由于实际工作位置偏离聚焦位置而导致的误差。

主权项

1.一种检测任意波长光学系统离焦位置透射波前的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，利用W种波长为λ₁₁～λ_1w的激光干涉仪对光学系统进行检测，分别得到所述光学系统在至少两个不同的预定位置同一波长的透射波前，并将所述透射波前用Zernike多项式系数Z₁₁(λ₁₁)、Z₁₂(λ₁₁)、…、Z_1f(λ₁₁)，Z₂₁(λ₁₁)、Z₂₂(λ₁₁)、…、Z_2f(λ₁₁)，……，Z₁₁(λ_1w)、Z₁₂(λ_1w)、…、Z_1f(λ_1w)，Z₂₁(λ_1w)、Z₂₂(λ_1w)、…、Z_2f(λ_1w)表示；步骤二，分别将Z₁₁(λ₁₁)、Z₁₂(λ₁₁)、…、Z_1f(λ₁₁)，Z₂₁(λ₁₁)、Z₂₂(λ₁₁)、…、Z_2f(λ₁₁)，……，Z₁₁(λ_1w)、Z₁₂(λ_1w)、…、Z_1f(λ_1w)，Z₂₁(λ_1w)、Z₂₂(λ_1w)、…、Z_2f(λ_1w)代入公式(1)以及公式(2)中，计算得到波长为λ₁₁～λ_1w时的k_i(λ₁₁)、…、k_i(λ_1w)：式中，i＝1，2，3，…，f，f≤37，m＝1，2，3，…，W，W≥2，2W‑3≤V_W‑1≤2W‑2；λ_1m为激光干涉仪的波长，k_i(λ_1m)表示当波长为λ_1m时，第i项的单位长度Zernike多项式系数的变化系数，Δt为两个所述预定位置之间的距离，步骤三，计算各项系数B_1i、B_2i…B_Wi的值，再次代入公式(2)中；步骤四，利用R种波长为λ₁～λ_R的激光干涉仪分别对光学系统进行检测，分别得到所述光学系统在聚焦位置的R个透射波前，并将R个所述透射波前用Zernike多项式Z₁(λ₁)、Z₂(λ₁)…Z_f(λ₁)，…，Z₁(λ_R)、Z₂(λ_R)…Z_f(λ_R)表示；步骤五，将步骤四得到的Zernike多项式系数代入公式(3)中，计算各项系数A_1i、A_2i…A_Ri的值：式中，Z_i(λ_m)表示波长为λ_m时，第i项聚焦位置的Zernike多项式系数，m＝1，2，3，…，R，R≥2，2R‑3≤X_R‑1≤2R‑2；步骤六，将步骤三得到的公式(2)以及步骤五得到的公式(3)代入公式(4)中，得到任意波长光学系统离焦位置的Zernike多项式系数，Z_i(λ_m,d)＝Z_i(λ_m)+k_i(λ_1m)×Δd    (4)式中，Z_i(λ_m,d)表示波长为λ_m时，实际工作位置偏离聚焦位置Δd时的Zernike多项式系数，Δd为离焦量，即所述实际工作位置偏离所述聚焦位置的距离；以及步骤七，根据步骤六得到的Zernike多项式拟合所述任意波长光学系统离焦位置的透射波前，其中，200nm≤λ₁≠…≠λ_1W≠λ_1m≠λ_R≠λ_m≤2000nm。