專利名稱：用于干涉測(cè)量檢驗(yàn)物的光學(xué)性能的方法以及用于實(shí)施該方法的適當(dāng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于干涉測(cè)量檢驗(yàn)物的待測(cè)量測(cè)量范圍的光學(xué)性能的方 法，該檢驗(yàn)物由帶有兩個(gè)彼此相對(duì)的主平面的透明材料組成，包括下列方法步 驟a)將檢驗(yàn)物這樣布置在干涉儀的測(cè)量光程中，使干涉儀的觀懂光束穿過檢 驗(yàn)物在測(cè)量范圍的第一子平面中的主平面，和進(jìn)行第一干涉測(cè)量以獲得第一組I 、 b)將檢驗(yàn)物這樣布置在觀懂光程中，使測(cè)量光束穿過檢驗(yàn)物在該測(cè)量范圍 的第二子平面中的主平面，該子平面與第一子平面是錯(cuò)位布置的并與第一子平面在重疊范圍(Ueberlappungsbereich)重疊，和進(jìn)行至少一個(gè)第二干涉測(cè)量以 獲得第二組測(cè)量娜，c)為制定所述觀懂范圍上的完整干涉亂在應(yīng)用/AS疊范圍得至啲冗余信 息的情況下，調(diào)鄉(xiāng)一和第二組測(cè)量 。除fe外，本發(fā)明涉朋于測(cè)量檢驗(yàn)物在領(lǐng)糧范圍內(nèi)的光學(xué)性能的體， 該檢驗(yàn)物由透明材料組成并具有兩個(gè)彼此相對(duì)的主平面，該裝置帶有a) 檢驗(yàn)物的夾持裝置，b) 干涉儀，該干涉儀適合于將測(cè)量光棘準(zhǔn)到檢驗(yàn)物的要觀糧的測(cè)量范圍 的子平面上并觀糧該子平面的子干涉亂c) 傳送系統(tǒng)，檢驗(yàn)物借助于該系統(tǒng)可在垂直于測(cè)量光束的方向移動(dòng)，致使 可在大量子平面上進(jìn)行測(cè)量，這些子平面將測(cè)量范圍完全覆蓋，其中每個(gè)子平 面與相鄰的子平面至少部分在重疊范圍中重疊，和d) 控制單元，該單元控制干涉儀和傳送系統(tǒng)，以及在子干涉圖的基礎(chǔ)上確 定由檢驗(yàn)物 的波前形狀，其中還將在重疊范圍中確定的測(cè) 據(jù)應(yīng)用于將 子干涉圖互相匹配。
背景技術(shù)：
如光學(xué)透鏡那樣的光學(xué)元件的折射率均勻性的觀糧往往是以干涉方式進(jìn)行 的。其中，將在通過檢驗(yàn)物的光束與參考光束之間形成的干涉圖樣用干涉儀測(cè)量和分析。大透鏡的典型尺寸在450mmx450mm，在專門制作時(shí)也明確的超過 該尺寸。近年來，對(duì)這類大面積光學(xué)元件均勻性的要求和因此深入到對(duì)觀懂技 術(shù)的要求日益增長(zhǎng)，而這些要求關(guān)系到測(cè)量精確度和測(cè)量范圍的大小。一般在干涉測(cè)量時(shí)，干涉儀測(cè)量的觀糧光束的直徑至少要如測(cè)量范圍那樣 大，該測(cè)量范圍是與檢驗(yàn)物的給定體積范圍對(duì)應(yīng)的(這個(gè)體積范圍在此也稱作 為"CA范圍"(elear卻erture，通光口徑))。往往為這類的測(cè)量{柳帶有測(cè)量光束 直徑為12英寸的干涉儀。更大的測(cè)量光束需要費(fèi)事的光學(xué)擴(kuò)展，這是很昂貴的。對(duì)此可替換的是，將大的觀懂范圍在4頓標(biāo)準(zhǔn)干涉儀盼瞎況下以稱作為"拼 銜Stitching)，，的技術(shù)來觀糧。將用于經(jīng)過共用的點(diǎn)、面或棱^3^接平面的功能稱 作為" "。在拼接技術(shù)中，確定子干涉圖，也就是確定測(cè)量范圍的大量子平 面，這些子干涉圖完全覆蓋整個(gè)測(cè)量范圍。其中，相鄰子平面的子干涉圖在重 疊范圍中彼此重疊。將重疊范圍中的測(cè)量結(jié)果用于將不同子平面的測(cè)量結(jié)果軟 件控制地彼此匹配，使各個(gè)子干涉圖可以盡可能無(wú)誤差地綜合成一個(gè)展示檢驗(yàn) 物^ii量范圍的總干涉圖。例如由"Otsubo, Okada^ Tsujiuchi, Measurement of large plane surface shapes by connecting small-aperture interferograms, Opt Eng. 33"(2),pp.608曙613,1994，，和由"M. Bray, Stitching interferometry: how and why it works, Proc. SP正3739,pp.259-273 1999"闡述的這種技術(shù)，然而在應(yīng)用到測(cè)量折射率均勻性上時(shí)，還要求檢驗(yàn)物有 個(gè)精確的表面拋光，因此是很花費(fèi)時(shí)間和費(fèi)用的。實(shí)施 技術(shù)的一種裝置要求有傳送單元，該傳送單元帶有對(duì)檢驗(yàn)物和測(cè) 量光束相對(duì)精確定位的控制裝置，以及有計(jì)算機(jī)用于子干涉圖軟件支持的定位 和匹配。例如從DE 697 06 247 T2公知一種這類的，。此外，在DE44 01 145 Cl中闡述一種用于確定光學(xué)預(yù)成形的徑向折射率曲 線的干涉觀懂的測(cè)量方法。在預(yù)成形端面的一個(gè)薄剖面上，產(chǎn)生一個(gè)在徑向方 向的剖面棱(Schnittkante)，將薄剖面轉(zhuǎn)入到浸漬液體中，借助于一個(gè)剪切干涉 顯微鏡產(chǎn)生剖面棱的雙圖像。從圖像重疊可以求徵5向折射率曲線。在DD215 168B中，關(guān)系到借助于干涉測(cè)量的檢驗(yàn)方法確定光學(xué)預(yù)成形的 縱向均勻性，其中將一個(gè)激光射線懶軍成兩個(gè)相干射線束， 一個(gè)射線束穿過要檢驗(yàn)的預(yù)成形，另一個(gè)射線束穿過一個(gè)參考樣品。兩個(gè)激光射線這樣重疊和在 顯示屏上成像，使折射率曲線中的干擾作為等距線的郷出現(xiàn)。從DE 102 61 775 Al中公知的是一種借助于剪切干涉測(cè)量-波前記錄來光學(xué) 測(cè)量剤艮大孔徑的成像系統(tǒng)的^S。為此設(shè)置的是，在成像系統(tǒng)相鄰的光學(xué)部 分之間的中間空隙可以分別用一種浸漬液體灌滿。以這樣的方式可以減小檢驗(yàn) 射線的橫截面而沒有信息丟失，致使在有大于1.0圖像誤差的很大 L徑的成像系 統(tǒng)時(shí)，也可以借助于剪切干涉儀準(zhǔn)確地測(cè)量。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所基于的任務(wù)在于，在保持高測(cè)量精確性和可重復(fù)性的情況下，就 效率和節(jié)約成本而言達(dá)到艦公知的"搬妾技術(shù)"的目的。除lfet外，本發(fā)明所基于的任務(wù)還在于，為了實(shí)施該方法，提供一種成本 低廉、運(yùn)行可靠和操作相對(duì)簡(jiǎn)單的裝置。關(guān)于方法，以開始時(shí)提到的方法為出發(fā)點(diǎn)按照本發(fā)明這樣去解決這個(gè)任務(wù)， 使測(cè)量范圍完全被由浸漬液體構(gòu)成的膜覆蓋，該膜在檢驗(yàn)物的主平面與透明材 料組成的定位體(Anlegekoeiper)之間形成。因此，按照本發(fā)明的測(cè)量方法，在檢驗(yàn)物的主平面與定位體之間使用一種 浸績(jī)液體。這種措施其實(shí)是公知的，例如在PHartmann, R.Mackh, H.Kohlmann, "Advance in the homogeneity measurement of optical glasses at the Schott 20 inch Fizeau interferometer^, Proc.SP正2775,pp.l08-114， 1996中闡j^31。其中，借助于ilil高均勻性和精確表面拋光而著稱的定位板(Anlegeplatte)， 在檢驗(yàn)物的主平面上固定一種浸漬液體。在這種"三明治布置"(定位板-浸漬液 體檢驗(yàn)物-浸漬液體-定位板)中，通過定位板造成的觀懂射線的附加畸變，通 過沒有檢驗(yàn)物在光程中的參考測(cè)量來W嘗和考慮。應(yīng)用浸漬液體就允許使用沒有精確拋光的檢驗(yàn)物，從而去掉表面拋光的花 費(fèi)。例如艦?zāi)ァ?、研磨或切削進(jìn)行主平面的最后機(jī)働卩工就足夠。然而，在這種"浸漬方法"中，在浸漬液體膜纖范圍中的成像缺陷是固有 的。 一般定位板是與干涉儀觀懂光束的大小匹配的，而且檢驗(yàn)物典型的較小， 致使這些缺陷通常出現(xiàn)在CA范圍之外的測(cè)量場(chǎng)邊緣上，并且不會(huì)引起干擾。 在觀懂帶有大于干涉儀觀懂光束的尺寸的檢驗(yàn)物時(shí)，邊緣缺陷出現(xiàn)在子干涉圖 的 上，也就是出現(xiàn)在重疊范圍，并卩恥或給，'鵬技術(shù)"造成困難，該'拼接技術(shù)"即在重疊范圍中的測(cè)量結(jié)果基礎(chǔ)上多個(gè)子干涉圖由軟件控制地組合成 為一個(gè)總干涉圖。按照本發(fā)明公知方法的修改就在于，借助于足夠大的定位體 將浸漬液體膜分布在一個(gè)平面上，該平面包括檢驗(yàn)物的整個(gè)測(cè)量范圍。因此，主平面的整個(gè)對(duì)應(yīng)于CA范圍的平面部分完全用一種浸漬液體的膜浸濕和由定 位體遮蓋。以這樣的方式，將浸漬方法所固有的邊緣缺陷避免掉或移到檢驗(yàn)物 的外部范圍，該范圍不屬于CA范圍并且一般沒有指明。因此，按照本發(fā)明在整體由浸漬液體覆蓋的齡測(cè)量范圍的子平面上確定 各個(gè)子干涉圖，使得在沒有出現(xiàn)本來要出現(xiàn)的邊緣偽影(Rand-Artefakte)的情 況下分析相鄰子干涉圖的重疊范圍，以用于產(chǎn)生總干涉圖。其中，這樣去選擇 子干涉圖的數(shù)量和位置，^f，個(gè)的CA范圍被包括在內(nèi)，這也像往常在,技 術(shù)時(shí)那樣。因此，按照本發(fā)明的方法使由于去掉表面拋光而成本低廉的浸漬方 法首次可用在對(duì)于測(cè)量大面積的檢驗(yàn)物同樣由于去掉往常必須的測(cè)量光束擴(kuò)展 而廉價(jià)的皿技術(shù)中。按照本發(fā)明方法的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案，檢驗(yàn)物具有兩個(gè)基本上平整的主 平面。平整的主平面不用費(fèi)事地匹配檢驗(yàn)物和定位體的表面，簡(jiǎn)化了浸漬液體均 勻膜的形成。tt^的是，定位體是以定位板的形式設(shè)計(jì)的。板形式的定位體可相對(duì)成本低廉地制造，且可以相對(duì)簡(jiǎn)單地操作。為了避免多次干涉，定位板具剤艮小的楔形是有禾啲。具有矩形皿的定位板證明是特別適用。矩形的定位板在預(yù)先給定干涉儀-箱的結(jié)構(gòu)高度時(shí)，遮蓋的面積范圍比圓形定位板要大。除jlt^外，如果定位體各方面突出于觀糧范圍至少20mm，證明是有利的。 以這樣的方式，就有可能不用以出現(xiàn)纖偽影為代價(jià)來測(cè)量齡測(cè)量范圍。 除lttt外，如果定位體各方面突出于檢驗(yàn)物至少20mm，證明是有利的。 以這樣的方式，簡(jiǎn)化了定位體的布置和浸漬液體的涂覆。 證明有利的是，為了夾持檢驗(yàn)物和定位體設(shè)置一個(gè)夾持裝置，該夾持裝置借助于具有電傳動(dòng)裝置的傳送系統(tǒng)可在垂直于測(cè)量光束的方向移動(dòng)。將上面戯啲由定位體和檢驗(yàn)物構(gòu)成的"三明治布置"，用夾持體固定并為了測(cè)量子平面而共同從一個(gè)位置朝另一個(gè)位置移動(dòng)。自動(dòng)傳送系統(tǒng)允許測(cè)量位置有準(zhǔn)確的起動(dòng)，并簡(jiǎn)化了操作。為了避免振動(dòng)，有利的是使用無(wú)振動(dòng)的電 傳動(dòng)裝置和吸收振動(dòng)的元件，以及將夾持裝置用很小的速度移動(dòng)。為了裝配和準(zhǔn)備浸漬膜，將夾持，布置在干涉儀箱之內(nèi)并可借助于傳送 系統(tǒng)移動(dòng)到這個(gè)干涉儀箱之外是有利的。因此，夾持裝置可以在干涉儀箱之外運(yùn)動(dòng)，這4 作大的板和檢驗(yàn)物以及 裝卸夾持裝置變得容易。有利的是，傳送系統(tǒng)的定位精確度至少比干涉儀的空間^fjf率好5倍。因此，可以將測(cè)量光束的局部位置看作是準(zhǔn)確已知的，這使借助于拼接技 術(shù)的子干涉圖組合變得簡(jiǎn)單。1^驗(yàn)物材料的待測(cè)量光學(xué)性能4mt也包括折射率的均勻性，禾n/或在測(cè)量范圍中的應(yīng)力雙折射。雌的是，檢驗(yàn)物和定位體的透明材料是摻雜的或未摻雜的石英玻璃。關(guān)于裝置，這個(gè)任務(wù)以開始時(shí)提至啲方法為出發(fā)點(diǎn)按照本發(fā)明這樣去解決， 即由透明材料制成的定位體緊靠在檢驗(yàn)物的主平面上，這些定位體完全遮蓋測(cè) 量范圍，其中在定位體與檢驗(yàn)物的主平面之間形成由一種浸漬液體制成的膜。按照本發(fā)明的體首先用于實(shí)施上面詳細(xì)介紹的方法。這個(gè)方法粒在"拼 接技術(shù)"與"浸漬方法'組合的基礎(chǔ)上。此外，推薦一種裝置，該體修改由"搬 技術(shù)"公知的元件，如檢驗(yàn)物的夾J雜置、干涉儀、傳送系統(tǒng)和控制單元，使得 存在由透明材料制成的定位體，這些定位體完全遮蓋測(cè)量范圍并用于在齡測(cè) 量范圍上形成由一種浸漬液體形成的膜。公知裝置的這種修改允許使用"浸漬方法，隨之而來允許使用沒有精確拋 光的檢驗(yàn)物，致使去掉表面拋光的花費(fèi)。檢驗(yàn)物主平面最后的機(jī)械加工，例如 通過磨、銑、研磨或切削就足夠。在應(yīng)用通常的定位體而且參數(shù)在測(cè)量范圍中 時(shí)，避免了在浸漬液體膜的邊緣范圍中為"浸漬方法"所固有的成像缺陷。這些 成像缺陷阻礙或給'鵬技術(shù)"的實(shí)施造成困難，該'搬技術(shù)"即在重疊范圍中測(cè) 量結(jié)果的基礎(chǔ)上將多個(gè)子干涉圖由軟件控庫(kù)哋組合成為一個(gè)總干涉圖。這以這 樣的方式來達(dá)到，即將由浸漬液體形成的膜借助于定位體分布在一個(gè)平面上，該平面包括檢驗(yàn)物的整個(gè)測(cè)量范圍。因此，主平面的與CA范圍對(duì)應(yīng)的齡平面部分完全用由一種浸漬液體形成的膜浸濕并由定位體遮蓋。以這樣的方式，將浸漬方法所固有的邊緣缺陷避免或移到檢驗(yàn)物的外部范圍，該范圍不屬于CA范圍并且一般沒有指明。
本發(fā)明裝置的有利實(shí)施形式由從屬權(quán)利要求得出。只要在從屬權(quán)利要求中 闡述的錢的實(shí)施形式復(fù)制了在從屬權(quán)利要求中為本發(fā)明方法提至啲方法，為 了補(bǔ)充說明要對(duì)上面的實(shí)施指明相應(yīng)的方法權(quán)利要求。


在下面用一個(gè)實(shí)施例和附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明。在附圖中詳細(xì)示出 圖la:在觀糧一個(gè)測(cè)量樣品時(shí)示意表示實(shí)施本發(fā)明測(cè)量方法的結(jié)構(gòu)， 圖lb:按照?qǐng)Dla不帶測(cè)量樣品的用于進(jìn)行參考測(cè)量的結(jié)構(gòu)，
圖2a:在定位板上用拼接技術(shù)測(cè)量的干涉圖， 圖2b:按照?qǐng)D2a在干涉圖上的折射率分布，
圖3:用于比較不同光學(xué)鵬g的觀懂結(jié)果的方格圖，這些光學(xué)性能用搬
技賴口用一種簡(jiǎn)單的干涉測(cè)量獲得，禾口
圖4:在,技術(shù)時(shí)子干涉圖的重疊規(guī)模對(duì)不同測(cè)量值的影響的圖表。
具體實(shí)施例方式
圖la和lb示意性地展示借助于本發(fā)明的方法測(cè)量測(cè)量樣品1在要指定的 測(cè)量范圍"CA"的范圍中的折射率-均勻性的一種結(jié)構(gòu)。4頓帶有 L徑為12英寸 和工作波長(zhǎng)為632.8 nm的氦氖激光器的Fizeau干涉儀(Zygo GPI系列)。干涉 儀裝備有^ff率為640x480像點(diǎn)的攝像機(jī)，并安裝在光學(xué)架座上，該架座借助 于一個(gè)主動(dòng)的和一個(gè)被動(dòng)的振動(dòng)隔離系統(tǒng)基本上與環(huán)境振動(dòng)隔離。,測(cè)量結(jié) 構(gòu)借助于一個(gè)具有兩個(gè)調(diào)節(jié)回路的空調(diào)設(shè)備熱化至'」+/- 0.1 °K。
干涉儀鏡頭從氦氖激光束中成形出一個(gè)帶有基本上平面波前的平行射線 束。通過在第一干涉鏡面10上的礎(chǔ)，從該射線束分支出參考光束3并反射回 去。真正的測(cè)量光束4在觀糧范圍"CA"的一付范圍中穿過測(cè)量樣品l(圖la)， 然后在第二干涉鏡面2上被反射回去。測(cè)量光束4和參考光束3在干涉儀中重 疊并得出第一干涉測(cè)量，其測(cè)量 被儲(chǔ)存并用攝像機(jī)成像為第一干涉圖5a。
測(cè)量樣品1涉及為聚焦激光射線的大透鏡用的由合成石英玻璃形成的矩形 半成品。測(cè)量樣品1具有兩個(gè)平整研磨的扁刑則面，和夾在兩個(gè)緊貼著測(cè)量樣 品的扁平側(cè)面的、具有矩開，面的定位板6， 7之間。
定位板6， 7的平面是精確拋光(^yio)的。在接觸平面之間，兩面都設(shè) 置由一種浸漬液體形成的膜8，該膜覆蓋測(cè)量樣品扁W!曬的齡面積。為此，定位板6， 7設(shè)計(jì)得如lfet大，使它們?cè)诟鞣矫娉鰣A形測(cè)量樣品1至少20mm。
定位板6， 7具有矩 面，它們的尺寸約為650謹(jǐn)x650mmxl00mm。 它們由天然原材料制成的均勻的石英玻璃構(gòu)成，該石英玻璃在Herasil 102的名 稱下可從哈瑙的Heraeus石 璃有限公司&兩合公司購(gòu)得。
浸漬液體8涉及一種商業(yè)上通用的油，這種油在22.0°C和工作波長(zhǎng)為入= 632.8 nm時(shí)具有1.45704的折射率。
為了消除定位板和浸漬液體對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，就像圖lb示意展示的那 樣，進(jìn)行另一個(gè)不帶測(cè)量樣品1的測(cè)量。此時(shí)得到第二干涉圖5b。將得到的測(cè) 量it;人第一干涉圖5a的測(cè)量值中減去，從而獲得通過測(cè)量樣品l弓跑的測(cè)量光 束4的波前改變作為最終結(jié)果。
定位板6， 7和測(cè)量樣品1夾持在夾t，置上并彼此固定。為了分別容納一 個(gè)定位板6， 7，夾持M包括兩個(gè)張緊框架ll，框架抓著定位板6， 7的四周 并固定在一個(gè)可移動(dòng)的支座12上。為了裝配和準(zhǔn)備浸漬油，可以將支座12移 到干涉儀箱之外，這使操作明顯變得容易。
支座12的移動(dòng)借助于傳送系統(tǒng)進(jìn)行，該系統(tǒng)在圖la中示意性iWl—個(gè) 線性電動(dòng)機(jī)13表示。傳送系統(tǒng)13安裝在光學(xué)架座上并對(duì)地沒有接觸。以這樣 的方式，也將振動(dòng)阻尼作用用于傳送系統(tǒng)13和夾f^S。為了避免傳送系統(tǒng)13 產(chǎn)生振動(dòng)，為了產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)而使用振動(dòng)小的電傳動(dòng)裝置、精密軸承和振動(dòng)阻尼元 件。除此之外，為了將振動(dòng)減至最小，傳送系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)被很小。
借助于傳送系統(tǒng)13，夾持裝置可在垂直于測(cè)量光束4的傳播方向的平面中 移動(dòng)。
此外，為了預(yù)先給定、獲取和分析數(shù)據(jù)以及為了控制傳送系統(tǒng)13，設(shè)置(在 圖中未示出的)控制單元。
按照本發(fā)明的，基本上可用于具有任意大小觀懂范圍的樣品。在實(shí)施例 中，該測(cè)量范圍由于現(xiàn)有干涉儀箱的尺寸而限制在610 mm x 610 mm。
下面用圖1詳細(xì)闡述按照本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例。
應(yīng)對(duì)的任務(wù)是，用上面提到的尺寸420 mm x 405 mm確定CA范圍之內(nèi)的 折射率分布。為此，纟都開磨平的、配備浸漬油的和與拋光的定位板6， 7—起固 定在框架11中的測(cè)量樣品1，借助于傳送系統(tǒng)13相繼移動(dòng)到相對(duì)于干涉儀的光 程預(yù)先計(jì)算的位置上，以便像通常在皿技術(shù)中夷附對(duì)旨CA范圍的片 行測(cè)量。該j體要選擇得使子干涉圖覆蓋齡CA范圍，其中在相鄰的湖糧范 圍之間產(chǎn)生重疊。
為了組合各付干涉圖，f頓一個(gè)專門開發(fā)的軟件，該軟件粒在最小方 差方法的基礎(chǔ)上。
剩余的皿誤差的數(shù)量和范圍，基本上取決于干涉儀的測(cè)量精確度，然而
也取決于從重疊范圍所選擇的測(cè)量數(shù)值的重疊(Ueberiapp)和分析。
圖2a展示的是正方形定位板6， 7的一^f涉圖，該干涉圖如在圖lb中示 意展示的那樣是用鵬技術(shù)測(cè)量的。觀懂范圍為610mmx610mm。整付涉 圖是由15個(gè)各有一個(gè)12英寸測(cè)量平面的子干涉圖組成的。存在的拼接錯(cuò)誤是 很小的。
圖2b用一個(gè)圖表展示按照?qǐng)D2a的干涉圖的結(jié)果，其關(guān)系到在定位板6， 7 橫截面上的折射率分布。此時(shí)，在y軸上標(biāo)繪的是以ppm為單位的折射率差A(yù)n， 在x軸上是以mm為單位的位置。線條21展示在中線23 (圖2a)之一范圍中 的折射率分布，線條22展示在定位板邊緣范圍24 (圖2a)中的折射率分布。 將在此測(cè)量的2.2 ppm作為最大的折射率不均勻度。兩個(gè)曲線中的小突變以拼接 誤差為基礎(chǔ)，然而這些誤差無(wú)論如何小于0.02ppm。
圖3的方格圖也給出有關(guān)皿技術(shù)的準(zhǔn)確性和可再現(xiàn)性的一個(gè)印象。展示 的是在具有直徑為300醒的觀懂范圍的石英玻璃測(cè)量樣品上進(jìn)行干涉觀懂的 測(cè)量結(jié)果，其關(guān)系到PV值(pv)、焦點(diǎn)(focus)、像散性(astig)和球形像差(sa3)。 在y軸上標(biāo)繪的是各特性的平均使V"。
左邊的方i央分別4t表用18英寸干涉儀按照標(biāo)準(zhǔn)方法求得的結(jié)果，右邊的方 i央分別代表用12英寸干涉儀借助于本發(fā)明的方法和搬技絲得的結(jié)果。分別 標(biāo)出一個(gè)誤差方塊，該誤差方±央說明95%置信區(qū)間，該誤差方塊在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量時(shí) #在20個(gè) 組基礎(chǔ)上，在按照本發(fā)明的方法時(shí)建立在7個(gè)數(shù)據(jù)組基礎(chǔ)上。 該圖表展示，借助于標(biāo)準(zhǔn)方法和按照本發(fā)明方法求得的結(jié)果在該置信區(qū)間的范 圍內(nèi)彼此一致。
X^f周知，在鵬技術(shù)時(shí)測(cè)量精確度取決于所選擇的干涉圖的重疊。因此， 這種依賴關(guān)系在按照本發(fā)明的方法中也像在由圖4的圖表看至啲那樣存在。在 x-軸上，重疊TJe"在此是作為^F涉圖的冗余點(diǎn)的。/o部分標(biāo)繪的。在y軸的左 邊，以工作波長(zhǎng)[X]為單位繪出在重疊的子干涉圖邊緣上的最大相位差的度量"D"，在y軸的右邊標(biāo)繪的是在500mm的CA范圍上的干涉圖的最大差別(PV 值)。如所期待的那樣，,誤差隨著重疊的增長(zhǎng)而下降。對(duì)于實(shí)際應(yīng)用，約90% (涉及冗余的像素?cái)?shù))的重疊就足夠。與此相比，組合的波前干涉圖的PV值與 重疊沒有4 關(guān)系。
權(quán)利要求
1. 一種用于干涉測(cè)量檢驗(yàn)物(1)待測(cè)量的測(cè)量范圍的光學(xué)性能的方法，該檢驗(yàn)物由透明材料組成并帶有兩個(gè)彼此相對(duì)的主平面，包括下列方法步驟(a)將檢驗(yàn)物(1)布置在干涉儀的測(cè)量光程中，使干涉儀的測(cè)量光束(4)穿過檢驗(yàn)物(1)在測(cè)量范圍(CA)的第一子平面中的主平面，并且進(jìn)行第一干涉測(cè)量以獲得第一組測(cè)量數(shù)據(jù)，(b)將檢驗(yàn)物(1)布置在所述測(cè)量光程中，使測(cè)量光束穿過檢驗(yàn)物(1)在測(cè)量范圍(CA)的第二子平面中的主平面，該第二子平面與第一子平面是錯(cuò)位布置的并與該第一子平面在重疊范圍重疊，并且進(jìn)行至少一個(gè)第二干涉測(cè)量以獲得第二組測(cè)量數(shù)據(jù)，(c)為產(chǎn)生所述測(cè)量范圍上的總干涉圖，在應(yīng)用從重疊范圍得到的冗余信息的情況下，調(diào)整第一和第二組測(cè)量數(shù)據(jù)，其特征在于，測(cè)量范圍(CA)完全被由一種浸漬液體(8)構(gòu)成的膜覆蓋，該膜形成在檢驗(yàn)物(1)的主平面與由透明材料組成的定位體(6；7)之間。
2. 如權(quán)利要求1的方法，其特征在于，檢驗(yàn)物(1)具有兩個(gè)基本上平整 的主平面。
3. 如權(quán)利要求l或2之一的方法，其特征在于，定位體是以定位板(6; 7) 的形式設(shè)計(jì)的。
4. 如權(quán)利要求3的方法，其特征在于，定位板(6; 7)具有矩形形狀。
5. 如±^權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，定位體(6; 7)在^^側(cè)面 都突出于測(cè)量范圍(CA)至少20mm。
6. 如id^權(quán)利要粒一的方法，其特征在于，定位體(6; 7)在^H則面 都突出于1^^物(1)至少20mm。
7. 如上述t又利要求之一的方法，其特征在于，為了夾持檢驗(yàn)物(1)和定 位體(6; 7)而設(shè)置夾^fi (11; 12)，該夾^a可借助于具有電傳動(dòng)裝置 的傳送系統(tǒng)(13)在垂直于測(cè)量光束(4)的方向上移動(dòng)。
8. 如禾又利要求7的方法，其特征在于，夾持裝置(11; 12)布置在干涉儀 箱之內(nèi)并可借助于所述傳送系統(tǒng)(13)移動(dòng)到這^F涉儀箱之外。
9. 如權(quán)利要求7或8的方法，其特征在于，傳送系統(tǒng)(13)的定位精確度至少比干涉儀的空間分辨率好5倍。
10. 如上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，檢驗(yàn)物材料的待測(cè)量的光 學(xué)鵬狍括折射率的均勻性和/或在測(cè)量范圍中的應(yīng)力雙折射。
11. 如上述權(quán)利要求之一的方法，其特征在于，檢驗(yàn)物(1)和定位體(6;7)的透明材料是摻雜的或未摻雜的石英玻璃。
12. —種用于測(cè)量檢驗(yàn)物(1)在工作范圍(CA)的光學(xué)性能的裝置，該 檢驗(yàn)物由透明材料組成并具有兩個(gè)彼此相對(duì)的主平面，所述裝置帶有(a) 用于檢驗(yàn)物(1)的夾J雜置(11; 12)，(b) 干涉儀，該干涉儀適合于將測(cè)量光束對(duì)準(zhǔn)到檢驗(yàn)物(1)的指定的測(cè)量 范圍(CA)的子平面上并測(cè)量該子平面的子干涉圖，(c) 傳送系統(tǒng)(13)，檢驗(yàn)物(1)借助于該傳送系統(tǒng)可在垂直于測(cè)量光束的 方向上移動(dòng)，致使可在大量將測(cè)量范圍(CA)完全覆蓋的子平面上進(jìn)行測(cè)量， 其中^^子平面與相鄰的子平面至少部分在重疊范圍重疊，和(d) 控制單元，該控制單元控制干涉儀和傳送系統(tǒng)(13)以及在子干涉圖的 基礎(chǔ)上確定被檢驗(yàn)物(1)透射的波前形狀，其中還將在重疊范圍確定的測(cè)量數(shù) 據(jù)應(yīng)用于{吏得子干涉圖相互匹配，其特征在于，由透明材料組成的定位體(6; 7)緊靠在檢驗(yàn)物(1)的主平 面上，這些定位體完全覆蓋測(cè)量范圍(CA)，其中在定位體(6; 7)與檢-驗(yàn)物 (1)的主平面之間形成由一種浸漬液體(8)構(gòu)成的膜。
13. 如權(quán)利要求12的裝置，其特征在于，檢驗(yàn)物(1)具有兩個(gè)基本上平 整的主平面。
14. 如權(quán)利要求12或13的裝置，其特征在于，定位體是以定位板(6; 7) 的形式設(shè)計(jì)的。
15. 如權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，定位板(6; 7)具有矩形微。
16. 如權(quán)利要求12至15之一的裝置，其特征在于，定位體(6; 7)在各 ，U面都突出于測(cè)量范圍(CA)至少20mm。
17. 如權(quán)利要求12至16之一的裝置，其特征在于，定位體(6; 7)在各 iMi面都突出于檢驗(yàn)物(1)至少20mm。
18. 如權(quán)利要求12至17之一的體，其特征在于，設(shè)置夾，f^S (11; 12)用于共同夾持1^驗(yàn)物(1)和定位體(6; 7)。
19. 如權(quán)利要求18的裝置，其特征在于，所述夾^^g (11; 12)布置在 干涉儀箱之內(nèi)并可借助于所述傳送系統(tǒng)(13)移動(dòng)到這個(gè)干涉儀箱之外。
20. 如權(quán)利要求12至19之一的裝置，其特征在于，所述傳送系統(tǒng)(13) 的定位精確度至少比干涉儀的空間分辨率好5倍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于大透鏡(Grossoptik)的干涉測(cè)量的方法。推薦一種由作為“拼接技術(shù)”而公知的方法與浸漬法的組合。在拼接技術(shù)方法中，確定和軟件控制地組合在測(cè)量范圍的子平面上的子干涉圖，因而有可能使用較小的、成本低廉的干涉儀，但是以檢驗(yàn)物拋光的表面為前提。在浸漬法中，雖然對(duì)檢驗(yàn)物表面質(zhì)量的要求較低，但同時(shí)有引起干擾的邊緣誤差出現(xiàn)。為了使這種組合成為可能，開發(fā)了一種拼接技術(shù)的改型，在該改型中將測(cè)量范圍(CA)完全用由一種浸漬液體構(gòu)成的膜覆蓋。一種適宜于實(shí)施該方法的裝置，以緊靠在檢驗(yàn)物主平面上的由透明材料構(gòu)成的定位體而出眾，這些定位體完全覆蓋測(cè)量范圍(CA)，其中在定位體與檢驗(yàn)物主平面之間形成由一種浸漬液體構(gòu)成的膜。
文檔編號(hào)G01M11/02GK101283259SQ200680031134
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2006年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者D·舍恩費(fèi)爾德, T·羅伊特爾 申請(qǐng)人:赫羅伊斯石英玻璃股份有限兩合公司