[发明专利]球面干涉检测中待测球面调整误差的高精度校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学干涉精密检测技术领域，特别涉及在光学球面面形干涉检测中待测球面倾斜和离焦调整误差的高精度校正方法。

背景技术

光学球面干涉检测技术的不断发展以及所能实现检测精度的不断提高，极大的促进了光学加工精度的提高。在高精度球面面形干涉检测中，除了需要考虑参考波前像差等系统误差以及环境扰动等误差因素外，待测球面的调整误差也是不可忽视的影响因素。在球面干涉检测中，传统的待测球面调整误差校正方法是通过对测得的原始波面数据进行37项泽尼克多项式拟合（参见Daniel Malacara,Optical Shop Testing,3rd ed.New York:Wiley,2007:498-546.），并消除对应的常数项、倾斜项和离焦项得以实现。这种传统的待测球面调整误差校正方法虽然算法简单，但其忽略了调整误差所引入的高阶像差对于面形检测结果的影响，因而只能用于待测球面数值孔径较小或者对于面形检测精度要求不高的场合。随着待测球面数值孔径的不断增大和对于面形检测精度要求的不断提高，传统的待测球面调整误差校正方法由于忽略了离焦误差所引入的高阶像差项，已无法满足高精度球面检测的应用要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有传统的待测球面调整误差校正方法难以满足高精度球面干涉检测的应用要求，提供一种球面面形干涉检测中待测球面调整误差的高精度校正方法。

球面干涉检测中待测球面调整误差的高精度校正方法的步骤如下：

1)利用干涉仪测量得到数值孔径大小为NA的待测球面的一组原始波面数据W_m(ρ,θ)，其中(ρ,θ)为待测面上的归一化极坐标；

2)对步骤1)得到的原始波面数据W_m(ρ,θ)进行37项泽尼克多项式拟合，得到对应各项拟合系数c_i，其中i＝1，...,37，并且c₁为常数项系数、c₂和c₃分别为x和y方向倾斜项系数、c₄为离焦项系数；

3)由待测球面的数值孔径NA，计算得到对应待测球面的由离焦调整误差所引入的一阶、二阶和三阶球差与离焦项系数c₄的常数比r₁₁、r₂₂和r₃₇为