[发明专利]用于瑞奇康芒检测的Zernike像差单位激励影响矩阵计算方法

摘要

本发明公开了一种用于瑞奇康芒检测的Zernike像差单位激励影响矩阵计算方法。作Zernike像差单位激励运算：设定某一平面镜面形误差Zernike系数为1，其余平面镜面形误差Zernike系数为0；由公式可重构瑞奇康芒检测光路平面镜面形误差引入的系统波相差分布；对系统波像差做Zernike拟合，可得该平面镜面形误差引入的系统波像差Zernike系数向量。在依次做完针对所有Zernike像差的单位激励运算后，可得到所有对应的系统波像差Zernike系数向量。将这些系统波像差Zernike系数向量按列排列，可得到瑞奇康芒系数影响矩阵。通过Zernike像差单位激励运算的方法来计算影响矩阵，简化了计算过程，无需取近似化公式，消除了F数的限制，同时也使得检测精度大大提高。

主权项

1.用于瑞奇康芒检验的Zernike像差单位激励影响矩阵计算方法，其特征在于，该方法首先通过自行设定平面镜面形误差的Zernike多项式系数来仿真平面镜面形误差，并通过公式推导瑞奇康芒光路的系统波像差方程，作Zernike像差单位激励运算推导得到平面镜面形误差与系统波像差之间的影响矩阵；其具体步骤为：步骤1、根据实验原理分别建立光瞳面坐标系与待检平面的表面坐标系，其中(x_a，y_a)为光瞳面坐标系的坐标，(x_b，y_b)为待检平面的表面坐标系的坐标； 其中，待检平面的法线与主光轴成θ角，θ角即瑞奇角，光瞳面坐标系的法线与主光轴重合；步骤2、作Zernike像差单位激励运算：依次设定平面镜面形误差Zernike系数S_2，0、S_2，2等为1，其余平面镜面形误差Zernike系数为0：Δi(x_b，y_b)＝S_p，q(x_b，y_b)Z_p，q(x_b，y_b)其中，Z_p，q(x_b，y_b)表示在待检平面内坐标为(x_b，y_b)点的各个Zernike多项式基项，S_p，q(x_b，y_b)为其对应系数，Δ_i(x_b，y_b)为该点的面形分布；步骤3、由光路几何性质，光瞳面坐标系与待检平面的坐标系之间的关系为：在光轴倾斜入射的发散光路中任意的入射角μ可以表示成其中正负分别表示正的x方向和负的x方向，F/＃表示光束的F数，可重构光瞳面的系统波像差为：其中，OPD(x_a，y_a)为系统波像差，步骤4、对系统波像差OPD(x_a，y_a)作Zernike拟合，可得该平面镜面形误差引入的系统波像差，其Zernike系数向量为A_i；步骤5、重复上述步骤2到步骤4，在依次针对所有Zernike像差的单位激励运算后，可得到所有对应的系统波像差Zernike系数向量A₁......A_n；将这些系统波像差Zernike系数向量按列排列，可得到瑞奇康芒系数影响矩阵[A₁......A_i......A_n]。