本發(fā)明涉及用于干涉檢測共同的光學(xué)檢測構(gòu)件中的至少兩個光學(xué)功能表面的形狀和/或方位的方法和設(shè)備。

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地球觀測、天文、光刻和精密測量技術(shù)領(lǐng)域中的高品質(zhì)光學(xué)儀器越來越多地使用具有非球面或自由成形的光學(xué)元件的光學(xué)設(shè)計(jì)。由于使用非球面或自由成形的透鏡或反射鏡幾何形狀的自由度的提升而導(dǎo)致的設(shè)計(jì)多樣性的提高使得能夠在保持或甚至改進(jìn)成像質(zhì)量的同時(shí)減小光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸。

然而，非球面或自由成形的光學(xué)裝置對其制造、測量技術(shù)特性以及組裝至共同的光學(xué)系統(tǒng)方面提出更高的要求。為了在高要求的系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)光學(xué)成像，各個光學(xué)器件通常必須具有小于λ/10或甚至小于λ/20峰-谷(p.-v.)的表面偏差。同時(shí)，在光學(xué)系統(tǒng)的光束路徑中設(shè)置和校準(zhǔn)具有在個位數(shù)微米范圍或角秒范圍內(nèi)的精度的各個光學(xué)元件。因此，組裝具有非球面或自由成形的元件的高品質(zhì)光學(xué)系統(tǒng)是與增加的時(shí)間消耗和成本消耗相關(guān)聯(lián)的。

隨著在形狀偏差和粗糙度方面對單個光學(xué)表面的品質(zhì)的要求提高，通常對制造工藝和安裝工藝的要求也提高。這尤其涉及用于電磁光譜的紫外線區(qū)域或可見光區(qū)域的高品質(zhì)成像系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)單個表面的所需公差，在此使用特殊的成型工藝和平整工藝，比如各種子孔徑拋光技術(shù)。根據(jù)待加工的光學(xué)材料，這能夠例如涉及借助于離子束或磁流變拋光液體來局部加工。所述工藝基于先前對待校正的孔徑上的形狀偏差的確定來從光學(xué)表面移除局部材料。因此，對于校正工藝而言，以盡可能高且均勻的橫向分辨率對光學(xué)功能相關(guān)表面的形狀偏差進(jìn)行測量技術(shù)檢測以及非接觸式測量以避免由于測量工藝引起表面缺陷是至關(guān)重要的。

用于對具有在<λ/10(p.-v.)范圍中的所需形狀偏差的單個光學(xué)表面進(jìn)行形狀檢測的非接觸式測量方法本身是已知的，并且尤其涉及干涉測量法、光學(xué)輪廓測量法和偏轉(zhuǎn)測量法。由于可以對全孔徑進(jìn)行快速且高精度地檢查，干涉測量檢測方法尤其被作為標(biāo)準(zhǔn)測量方法來執(zhí)行。在該領(lǐng)域中尤其要提及斐索干涉測量法，其中可實(shí)現(xiàn)的測量不確定性主要取決于最終參考表面的精度。這些參考表面通常是高精確的平面表面(透射平面)或球形表面(透射球面)，它們允許確定具有測量不確定性<λ/20(p.-v.)的形狀偏差。誠然，出于所使用的參考表面的緣故，對光學(xué)組件的形狀偏差的直接確定通常被限制于平面表面和球形表面檢測樣品。此外，對于這些幾何形狀存在專門的標(biāo)定方法，借助所述標(biāo)定方法能夠?qū)y量不確定性降低到幾納米的表面偏差。

只使用現(xiàn)有的參考表面僅能夠有條件地執(zhí)行，或者如在大多數(shù)情況下的那樣根本無法執(zhí)行對非球面或自由成形的表面的檢測，這是由于與平面或球面形狀存在高偏差，所以在干涉圖中形成高條紋密度，所使用的探測器不再能夠檢測所述條紋密度。

因此，標(biāo)準(zhǔn)化地使用所謂的零光學(xué)器件對非球面、圓柱體和自由形狀進(jìn)行形狀檢測。這些是額外地引入光學(xué)檢測構(gòu)件的光束路徑中的元件、例如透鏡或光柵，所述元件將測量波前匹配于檢測樣品的具體形狀進(jìn)而實(shí)現(xiàn)干涉評估。所引入的零光學(xué)器件必須專門針對每個不同的檢測樣品幾何形狀來設(shè)計(jì)和制造。特別地，計(jì)算機(jī)生成的全息圖(cgh-computergeneratedhologram)作為衍射零光學(xué)器件在本文中是尤其重要的。它們允許高度的設(shè)計(jì)多樣性，并且能夠通過現(xiàn)代光刻方法以高精度來制造。

然而，通過將cgh引入光學(xué)檢測構(gòu)件中，也在原本的形狀檢測中由cgh本身的偏差而引發(fā)測量誤差。這些誤差尤其由檢測構(gòu)件中的元件的位置不精確性而引起，并且另一方面由制造cgh中的缺陷而引起。

從參考文獻(xiàn)us5530547a中已知一種使用cgh的檢測構(gòu)件。當(dāng)在檢測構(gòu)件中對準(zhǔn)cgh時(shí)，不僅必須精確調(diào)節(jié)干涉儀和cgh之間的相對位置，還必須精確調(diào)節(jié)cgh和檢測樣品之間的相對位置。為了使cgh對準(zhǔn)干涉儀，通常使用例如為環(huán)形結(jié)構(gòu)的簡單的利特羅裝置，該裝置將從干涉儀射入的測量波前向回反射并且利用參考波前形成干涉。

使檢測樣品表面對準(zhǔn)cgh的復(fù)雜性取決于具體的檢測樣品幾何形狀和所使用的檢測構(gòu)件。例如，旋轉(zhuǎn)對稱形狀的旋轉(zhuǎn)對稱非球面表面或相應(yīng)的離軸區(qū)段還能夠以檢測樣品的不同方位角來檢測，以便在形狀誤差和方位誤差之間作出區(qū)分。由于旋轉(zhuǎn)對稱的誤差，對自由形狀的檢測明顯更加困難。為此，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，制造額外的輔助全息圖來校準(zhǔn)cgh和檢測樣品之間的相對位置，所述輔助全息圖以有針對性的方式形成從干涉儀射入的測量波前。波前與另外的校準(zhǔn)標(biāo)記相關(guān)，所述校準(zhǔn)標(biāo)記要么單片地與光學(xué)檢測樣品連接，要么處于光學(xué)測量構(gòu)件中被精確限定的部位處。這例如能夠是平面的或球面的參考表面，所述參考表面將從cgh入射的測量波前向回反射。在使用具有小的形狀偏差的相應(yīng)高品質(zhì)的校準(zhǔn)標(biāo)記的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)cgh和檢測樣品之間的對準(zhǔn)的位置誤差為<1μm或<10弧秒。

cgh本身的缺陷是由于制作工藝的不完善而形成的，并且還涉及所制造的衍射微結(jié)構(gòu)在橫向和軸向方向上的偏差或基底非精確性。所述誤差導(dǎo)致所形成的波前不準(zhǔn)確，進(jìn)而影響測量結(jié)果?，F(xiàn)有技術(shù)中存在用于絕對標(biāo)定的不同方法。因此，在參考文獻(xiàn)de19820785a1、wo2003048715a1和de102012100311a1中描述了具體的檢測構(gòu)件，其中使用了所謂的用于絕對標(biāo)定的多倍cgh。cgh除了生成原本的非球面測量波前之外，還生成平面或球面標(biāo)定波前，所述標(biāo)定波前在利用已知的參考基準(zhǔn)件的情況下能夠用于cgh的絕對標(biāo)定。這使得能夠絕對確定cgh的誤差，由此能夠顯著改進(jìn)測量精度。

雖然對cgh的使用提供了關(guān)于校準(zhǔn)標(biāo)記或標(biāo)定基準(zhǔn)件測量方面的豐富的設(shè)計(jì)多樣性，但是現(xiàn)有技術(shù)中所描述的干涉檢測技術(shù)始終涉及的是對功能上與光學(xué)系統(tǒng)相關(guān)的僅單個表面的檢測。

因此，要實(shí)現(xiàn)的目的在于：提出一種用于干涉檢測的方法和設(shè)備，所述方法和設(shè)備允許同時(shí)檢測共同的光學(xué)檢測構(gòu)件中的至少兩個光學(xué)功能表面的形狀和/或方位。

所述目的通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求的方法和設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利實(shí)施方案和其他發(fā)展實(shí)施例是從屬權(quán)利要求的主題。

根據(jù)用于干涉測量至少兩個光學(xué)功能表面的形狀和/或方位的方法的至少一個實(shí)施方案使用一種干涉檢測構(gòu)件，所述干涉檢測構(gòu)件包括：干涉儀；設(shè)置在干涉儀和光學(xué)功能表面之間的光束路徑中的光束成形光學(xué)元件；和位于干涉測量檢測構(gòu)件中的限定位置處或位于相對于光學(xué)功能表面的限定位置處的校準(zhǔn)標(biāo)記。校準(zhǔn)標(biāo)記優(yōu)選設(shè)計(jì)為反射器、尤其是平面或球面反射鏡面。校準(zhǔn)標(biāo)記能夠例如設(shè)置在光學(xué)功能表面的承載結(jié)構(gòu)上并且在該方法中有利地用作為校準(zhǔn)輔助器。

通過光束成形光學(xué)元件，在該方法中有利地產(chǎn)生多個校準(zhǔn)波前，其中校準(zhǔn)波前在校準(zhǔn)標(biāo)記處和/或在光學(xué)功能表面處透射或反射，進(jìn)而產(chǎn)生測量波前。該方法通過評估干涉儀中的測量波前使得能夠測量光學(xué)功能表面相對于彼此和/或相對于校準(zhǔn)標(biāo)記的方位。隨后能夠有利地執(zhí)行用于使光學(xué)功能表面對準(zhǔn)期望位置的校準(zhǔn)運(yùn)動。必要時(shí)能夠?qū)y量光學(xué)功能表面和執(zhí)行用于使光學(xué)功能表面對準(zhǔn)的校準(zhǔn)運(yùn)動的步驟多次重復(fù)，直至光學(xué)功能表面位于期望位置中或在預(yù)設(shè)的公差范圍之內(nèi)位于期望位置周圍。

此外，在該方法中有利地由光束成形光學(xué)元件產(chǎn)生至少兩個檢測波前，其中檢測波前在光學(xué)功能表面處透射或反射，進(jìn)而產(chǎn)生另外的測量波前。通過評估干涉儀中的另外的測量波前能夠有利地確定光學(xué)功能表面與其期望幾何形狀和/或期望位置的形狀偏差和/或方位偏差。

以所述方式，該方法實(shí)現(xiàn)同時(shí)地檢測至少兩個光學(xué)功能表面的形狀和/或方位。特別地，該方法允許檢查兩個光學(xué)功能表面相對于彼此以及相對于位于檢測構(gòu)件中的校準(zhǔn)標(biāo)記的方位和形狀。

“光學(xué)功能表面”在此和在下文中理解為以光學(xué)品質(zhì)來制造的表面，所述表面對于光學(xué)系統(tǒng)、例如折射望遠(yuǎn)鏡或反射望遠(yuǎn)鏡的工作方式而言是重要的。特別地，至少兩個光學(xué)功能表面能夠是具有多個光學(xué)表面的光學(xué)系統(tǒng)的功能相關(guān)的組成部分。光學(xué)功能表面尤其能夠是透鏡表面、光柵表面或反射鏡表面，所述透鏡表面、光柵表面或反射鏡表面優(yōu)選制造和/或安裝在共同的承載結(jié)構(gòu)上。光學(xué)功能表面例如是反射鏡表面，在執(zhí)行所述方法時(shí)，校準(zhǔn)波前和檢測波前在所述反射鏡表面處被反射。尤其有利的是，該方法例如能夠用于對在共同的承載結(jié)構(gòu)上的單片連接的反射鏡表面進(jìn)行形狀和方位檢測。該方法和設(shè)備還能夠有利地用于將至少兩個光學(xué)單獨(dú)元件安裝至共同的承載結(jié)構(gòu)，或者將光學(xué)單獨(dú)元件安裝至單片地位于承載結(jié)構(gòu)上的部件。

光學(xué)功能表面能夠分別設(shè)計(jì)為例如平面、球面、非球面或自由形狀表面。尤其有利的是，該方法能夠應(yīng)用在整體或至少局部地被設(shè)計(jì)為非球面或自由形狀表面的光學(xué)功能表面上。通過應(yīng)用該方法，尤其能夠獲取用于對光學(xué)功能表面的表面形狀和/或位置進(jìn)行必要校正的信息，所述信息能夠用于隨后的形狀校正過程或安裝過程中。

在干涉檢測構(gòu)件中使用的干涉儀包括用于產(chǎn)生相干光、優(yōu)選為單色光的光源，所述光在干涉檢測構(gòu)件中被定向到光束成形光學(xué)元件上。例如，干涉儀能夠具有激光器作為光源。干涉儀尤其能夠設(shè)計(jì)為斐索干涉儀。從檢測構(gòu)件向回反射到干涉儀中的測量波前能夠在干涉儀中例如通過使用分束器借助由干涉儀中的光學(xué)參考表面產(chǎn)生的參考波前來形成干涉，并且例如利用圖像處理系統(tǒng)來評估。這種干涉儀的工作方式是本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，因此在此不作贅述。

光束成形光學(xué)元件優(yōu)選是衍射光學(xué)元件。特別地，光束成形光學(xué)元件能夠是透射光柵或反射光柵。但是此外也可能的是，光束成形光學(xué)元件具有用于光束偏轉(zhuǎn)的一個或更多個主動控制元件，例如空間光調(diào)制器(spatiallightmodulator，slm)或折射相位板。

在一個尤其優(yōu)選的實(shí)施方案中，光束成形光學(xué)元件是計(jì)算機(jī)生成的全息圖。光束成形光學(xué)元件優(yōu)選具有多個區(qū)段，所述區(qū)段尤其設(shè)置用于從由干涉儀出發(fā)的波前產(chǎn)生校準(zhǔn)波前和檢測波前。由干涉儀出發(fā)的波前能夠是平面或尤其球面的，其中在干涉儀處例如使用球面的參考表面(透射球)。

根據(jù)一個優(yōu)選的實(shí)施方案，光束成形光學(xué)元件具有用于產(chǎn)生檢測波前的至少兩個檢測全息圖和用于產(chǎn)生校準(zhǔn)波前的多個校準(zhǔn)全息圖。檢測全息圖和/或校準(zhǔn)全息圖尤其能夠分別是被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)生成的全息圖的光束成形光學(xué)元件的區(qū)段。

根據(jù)另一有利的實(shí)施方案，光束成形光學(xué)元件具有用于產(chǎn)生標(biāo)定波前的標(biāo)定全息圖。借助通過至少一個標(biāo)定全息圖產(chǎn)生的標(biāo)定波前能夠有利地測量用于對干涉檢測構(gòu)件標(biāo)定的已知的、優(yōu)選平面或球面的參考基準(zhǔn)件。以該方式，對光學(xué)功能表面的檢測能夠有利地作為具有有利的低測量不確定性的絕對測量來執(zhí)行。

在一個優(yōu)選的實(shí)施方案中，至少兩個光學(xué)功能表面單片地設(shè)置在共同的承載結(jié)構(gòu)上。換言之，光學(xué)功能表面不可分地與共同的承載結(jié)構(gòu)連接。在該方法中能夠有利地檢查光學(xué)功能表面相對于彼此的方位以及它們的形狀，以便必要時(shí)執(zhí)行校準(zhǔn)和/或形狀校正。

在另一實(shí)施方案中，至少兩個光學(xué)功能表面中的第一光學(xué)功能表面單片地與共同的承載結(jié)構(gòu)連接。在該實(shí)施方案中，在該方法中優(yōu)選地，第二光學(xué)功能表面、尤其是單獨(dú)制成的第二功能表面被相對于第一光學(xué)功能表面來校準(zhǔn)并且安裝在共同的承載結(jié)構(gòu)上。

此外能夠設(shè)置：至少兩個光學(xué)功能表面都不單片地與共同的承載結(jié)構(gòu)連接，其中光學(xué)功能表面在該方法中被相對于彼此來校準(zhǔn)并且安裝在共同的承載結(jié)構(gòu)上。在該實(shí)施方案中，兩個光學(xué)功能表面例如是單獨(dú)制成的元件，所述元件利用該方法被相對于彼此校準(zhǔn)、安裝在共同的承載結(jié)構(gòu)上。

另一實(shí)施方案能夠涉及在光學(xué)檢測構(gòu)件中對單獨(dú)制成的至少兩個光學(xué)功能表面相對于任意的安裝結(jié)構(gòu)的方位檢測和安裝。在該實(shí)施方案中，光學(xué)功能表面能夠例如通過適當(dāng)?shù)牟僮骷夹g(shù)、例如六足裝置來對準(zhǔn)期望位置，其中使用單個光束成形光學(xué)元件來用于使兩個光學(xué)功能表面對準(zhǔn)。

根據(jù)一個實(shí)施方案，適合于執(zhí)行該方法的、用于干涉檢測至少兩個光學(xué)功能表面的形狀和/或方位的設(shè)備包括干涉檢測構(gòu)件，所述干涉檢測構(gòu)件具有干涉儀和設(shè)置在干涉儀和光學(xué)功能表面之間的光束路徑中的光束成形光學(xué)元件。光束成形光學(xué)元件有利地適合于產(chǎn)生多個檢測波前和產(chǎn)生多個校準(zhǔn)波前。此外，該設(shè)備有利地包含位于干涉檢測構(gòu)件中的限定位置處或位于相對于光學(xué)功能表面的限定位置處的校準(zhǔn)標(biāo)記。

設(shè)備的其他有利實(shí)施方案從對方法的以上描述和下文中所描述的實(shí)施例中得出。

下文中根據(jù)實(shí)施例并結(jié)合附圖1至8詳細(xì)闡述用于干涉檢測的方法和設(shè)備。

附圖中示出：

圖1示出示例性的計(jì)算機(jī)生成的全息圖(cgh)，所述全息圖在方法的一個實(shí)施例中能夠用作為光束成形元件，

圖2以側(cè)視圖示出用于干涉檢測的設(shè)備的一個實(shí)施例，其用于利用包括根據(jù)圖1的cgh的參考結(jié)構(gòu)來測量單片制成的反射鏡模塊的方位和形狀，

圖3以等距圖示出已經(jīng)在圖2中示出的檢測構(gòu)件，以進(jìn)一步闡釋根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實(shí)施例，

圖4示出利用根據(jù)圖2和圖3的設(shè)備所示例性地測量的干涉條紋圖案，以闡釋計(jì)算機(jī)生成的全息圖的光學(xué)功能，

圖5a和圖5b示出用于干涉檢測的設(shè)備的另一實(shí)施例，其用于在干涉控制和使用另外的參考結(jié)構(gòu)的情況下將制成的單個反射鏡安裝至單片地位于承載結(jié)構(gòu)上的另一反射鏡，

圖6a和圖6b示出用于干涉檢測的設(shè)備的另一實(shí)施例，其用于將制成的兩個單個的反射鏡安裝至共同的承載結(jié)構(gòu)，

圖7示出計(jì)算機(jī)生成的全息圖的一個實(shí)例，所述全息圖除了產(chǎn)生檢測波前之外還產(chǎn)生另外的、優(yōu)選為平面或球面的標(biāo)定波前，由此實(shí)現(xiàn)對兩個檢測全息圖的絕對標(biāo)定，和

圖8a和圖8b示出用于利用球面參考基準(zhǔn)件絕對標(biāo)定圖7中所示出的全息圖的可能的布局的實(shí)施例。

相同的或起相同作用的組成部分在附圖中分別設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。所示出的組成部分以及組成部分彼此間的尺寸比例不應(yīng)視為是比例正確的。

在用于對至少兩個光學(xué)功能相關(guān)的表面的形狀和/或方位進(jìn)行仿真檢測的方法和設(shè)備中，如圖1中所示例性示出的，優(yōu)選使用單個的、尤其為衍射的光學(xué)元件作為光束成形光學(xué)元件1。應(yīng)當(dāng)注意，下面的所有實(shí)例都涉及到使用衍射的衍射光柵、尤其是計(jì)算機(jī)生成的全息圖(cgh)作為光束成形光學(xué)元件1。然而，在使用其它主動或被動調(diào)節(jié)的光束成形元件、如折射相位板或空間光調(diào)制器(spatiallightmodulator)的情況下，也能夠使用該方法。

在使用cgh形式的衍射的衍射光柵的情況下，cgh1典型地通過光刻工藝作為透射光柵或反射光柵在適合與此的襯底上來制成。圖1中示出的起透射作用的cgh1為了進(jìn)行干涉檢測使用兩個檢測全息圖2和3，所述檢測全息圖具有起衍射作用的微結(jié)構(gòu)，其按照待檢測的光學(xué)功能表面的幾何形狀來調(diào)整從干涉儀射入的波前。除了與形狀和方位檢測相關(guān)的檢測全息圖2和3之外，該示例性的cgh1還具有校準(zhǔn)全息圖4、5、6和7，所述校準(zhǔn)全息圖同樣涉及起衍射作用的微結(jié)構(gòu)。

校準(zhǔn)全息圖4和5將入射的波前轉(zhuǎn)化為例如平面波前，以檢測作為校準(zhǔn)標(biāo)記來起作用的、位于檢測構(gòu)件中的兩個平面表面。由此，根據(jù)所測量的干涉條紋圖案，通過校準(zhǔn)全息圖4和5能夠確定所測量的平面表面相對于cgh1圍繞坐標(biāo)軸x和y的傾斜。另外的校準(zhǔn)全息圖6和7將入射的波前轉(zhuǎn)化成例如會聚的兩個球面波前，所述球面波前檢查作為校準(zhǔn)標(biāo)記來起作用的兩個球面后向反射器在干涉檢測構(gòu)件中的方位。球面后向反射器與它們的期望方位的偏差導(dǎo)致兩個校準(zhǔn)全息圖6和7中的干涉條紋圖案，由此可以檢查cgh1和球面校準(zhǔn)標(biāo)記之間在全部六個自由度中的傾斜和位移。圖1中示例性示出的cgh1上的另一全息圖結(jié)構(gòu)是設(shè)計(jì)為環(huán)的后向反射器8，該后向反射器用于相對于干涉儀校準(zhǔn)cgh1。入射的波前例如以利特羅布置向回反射并且被用于校準(zhǔn)cgh1。

圖2以側(cè)視圖示出干涉檢測構(gòu)件的一個實(shí)施例，所述構(gòu)件包括：具有作為最終的參考表面的透射球面10的斐索干涉儀9，對應(yīng)于圖1的cgh1，和在共同的承載結(jié)構(gòu)12上制成的兩個單片的光學(xué)功能表面13和14，所述光學(xué)功能表面在此處所示出的實(shí)施例中是反射鏡面。從干涉儀的透射球面10出發(fā)的球形波首先會聚直至焦點(diǎn)11，并且隨后繼續(xù)以球面形狀發(fā)散至cgh1，在所述cgh處波在包含于其中的檢測全息圖2、3處衍射并且其形狀優(yōu)選如此變化，使得其垂直地射到待測量的光學(xué)功能表面13、14上。

圖3為了提高可視性以等距圖示出根據(jù)圖2的實(shí)施例的檢測構(gòu)件。示例性的斐索干涉儀9利用透射球面10來產(chǎn)生球面的測量波前。cgh1包含不同的檢測全息圖2、3和校準(zhǔn)全息圖4、5、6、7。反射鏡模塊通過承載結(jié)構(gòu)12形成，所述承載結(jié)構(gòu)具有設(shè)置在其上的兩個單片的光學(xué)功能表面13、14，所述光學(xué)功能表面涉及的是反射鏡面。光學(xué)功能表面13、14連同校準(zhǔn)標(biāo)記15、16、17和18一起位于共同的承載結(jié)構(gòu)12上。具體地，校準(zhǔn)標(biāo)記15、16為以光學(xué)品質(zhì)制成的兩個平面表面，所述平面表面實(shí)現(xiàn)對入射光的反射，而校準(zhǔn)標(biāo)記17、18為球形的兩個球面截形，所述球面截形起后向反射器的作用。

干涉測量形狀和方位的檢測通常在cgh的正或負(fù)的第一衍射級中進(jìn)行，但是在另一衍射級中進(jìn)行檢測也是可行的。為了使反射鏡模塊對準(zhǔn)，通常必須使所述反射鏡模塊在全部六個自由度中對準(zhǔn)cgh1。這例如通過包含在cgh中的校準(zhǔn)全息圖4、5、6、7，尤其借助于所觀察的干涉條紋圖案來執(zhí)行。在此，校準(zhǔn)全息圖4和5將入射的球面波前轉(zhuǎn)換成出射的平面波前，所述平面波前在校準(zhǔn)標(biāo)記15、16的平面的參考表面上被反射。對干涉圖的評估實(shí)現(xiàn)對反射鏡模塊在圍繞x和y坐標(biāo)軸線旋轉(zhuǎn)中相對于cgh1的精確校準(zhǔn)。

此外，校準(zhǔn)全息圖6、7將入射的發(fā)散的球面波前轉(zhuǎn)換成兩個出射的會聚的球面波前，所述會聚的球面波前的焦點(diǎn)處于設(shè)計(jì)為凹形的校準(zhǔn)球面的校準(zhǔn)標(biāo)記17、18的彎曲中點(diǎn)中。該波前在校準(zhǔn)標(biāo)記17、18處被反射，并且所形成的干涉條紋圖案在干涉儀9處被評估。因此能夠根據(jù)干涉圖在全部六個自由度中相對于cgh1來調(diào)節(jié)反射鏡模塊。不同的校準(zhǔn)全息圖或校準(zhǔn)標(biāo)記通常對cgh和檢測樣品之間的不同方位偏差具有不同的敏感度。因此，根據(jù)cgh的設(shè)計(jì)可能性，能夠考慮多種不同的光學(xué)校準(zhǔn)標(biāo)記。此外，校準(zhǔn)標(biāo)記也并非必須單片地與檢測樣品的承載結(jié)構(gòu)12連接，而是同樣能夠位于干涉檢測構(gòu)件內(nèi)的限定位置處。然而，將校準(zhǔn)標(biāo)記15、16、17、18設(shè)置在光學(xué)功能表面的共同的承載結(jié)構(gòu)12上是尤其有利的，因?yàn)閷⒐鈱W(xué)相關(guān)的功能表面13、14與校準(zhǔn)標(biāo)記15、16、17、18一起在僅一個單個的機(jī)器設(shè)定中組合制成保證了在制造之后的精確的方位關(guān)系。

圖4示出利用之前的圖2和3中的cgh1和檢測構(gòu)件所測量的可能的干涉圖。后向反射器環(huán)8上的所測量的干涉條紋圖案8'示出由于cgh1和透射球面10之間在x和y方向上的位移而導(dǎo)致的以45°直線延伸的干涉條紋部分和另外地由于z方向上余下的失調(diào)而導(dǎo)致的旋轉(zhuǎn)對稱的部分。在校準(zhǔn)全息圖4和5中所測量的干涉條紋圖案4'、5'主要示出反射鏡模塊相對于cgh1圍繞x軸線傾斜的部分，以及另外的在z方向上的最小位移。相同的失調(diào)部分能夠以不同的靈敏度在作為干涉條紋圖案6'、7'的校準(zhǔn)全息圖6和7中來觀察。

檢測全息圖2和3示出具有余下的失調(diào)的兩個光學(xué)功能表面13、14的所測量的形狀偏差2'、3'，所述失調(diào)已經(jīng)在校準(zhǔn)全息圖4、5、6和7中可見。根據(jù)所使用的校準(zhǔn)標(biāo)記15、16、17、18而達(dá)到的形狀精度，校準(zhǔn)全息圖4、5、6、7中的干涉條紋圖案4'、5'、6'、7'由于校準(zhǔn)標(biāo)記15、16、17、18的形狀偏差還與所測量的條紋疊加。

具體地，根據(jù)方法的實(shí)施例，干涉測量形狀和方位的檢測能夠示例性地根據(jù)圖3和圖4來如下地進(jìn)行：

-布置干涉儀9和透射球面10。

-通過適當(dāng)?shù)臋C(jī)械調(diào)節(jié)裝置(未明確示出)粗略地布置cgh1和檢測樣品12。所述位置從檢測構(gòu)件的光學(xué)設(shè)計(jì)中充分明確已知。

-根據(jù)校準(zhǔn)全息圖8中所測量的干涉條紋圖案8'來校準(zhǔn)cgh1和透射球面10之間的相對位置。校準(zhǔn)全息圖8將射入的球面波前反射在其本身中并且在干涉儀9處產(chǎn)生干涉條紋圖案8'，所述干涉條紋圖案用于通過在x、y、z中平移或圍繞x和y旋轉(zhuǎn)中的相應(yīng)的精細(xì)校準(zhǔn)可能性來校準(zhǔn)cgh1。當(dāng)干涉條紋的數(shù)量最小時(shí)，cgh1與干涉儀對準(zhǔn)。在所述布置之后，cgh1與干涉儀9或透射球面10對準(zhǔn)。

-在觀察校準(zhǔn)全息圖4、5中的干涉條紋圖像4'、5'的情況下校準(zhǔn)檢測樣品12相對于坐標(biāo)軸線x和y的傾斜。當(dāng)所測量的干涉條紋圖像4'、5'的數(shù)量最小或僅還可見作為干涉圖的所使用的平面的校準(zhǔn)表面15、16的形狀誤差時(shí)，校準(zhǔn)檢測樣品12。

-通過觀察校準(zhǔn)全息圖6、7中的干涉條紋圖案6'、7'來校準(zhǔn)檢測樣品和cgh1之間的余下的位置偏差(x、y、z中的橫向偏移，圍繞z的旋轉(zhuǎn))。當(dāng)所測量的干涉條紋6'、7'的數(shù)量最小或僅還可見作為干涉圖的球面的校準(zhǔn)表面17、18的形狀誤差時(shí)，再次校準(zhǔn)檢測樣品。

-通過干涉評估在檢測全息圖2中所測量的干涉圖2'來確定第一光學(xué)功能表面13的形狀誤差。

-通過以干涉評估在檢測全息圖3中所測量的干涉圖3'來確定第二光學(xué)功能表面14的形狀誤差。

所使用的檢測全息圖和校準(zhǔn)全息圖的形狀和類型視光學(xué)系統(tǒng)的具體要求而定。因此，能夠?qū)z測全息圖、校準(zhǔn)全息圖或標(biāo)定全息圖設(shè)置在起透射或反射作用的cgh的任意位置上，并且使之與在其上所協(xié)調(diào)的光學(xué)功能相關(guān)的表面、校準(zhǔn)標(biāo)記或參考基準(zhǔn)件交互作用。此外，能夠考慮這樣的干涉檢測裝置，其檢查多個單獨(dú)制成的cgh以檢測光學(xué)功能相關(guān)的表面相對于單個的共同的承載結(jié)構(gòu)的形狀和方位。對于精確地測量形狀偏差和位置偏差有利的是，每次都使用相同的校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，根據(jù)所述校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)來校準(zhǔn)測量構(gòu)件。

下面，應(yīng)根據(jù)圖5至8示出其他的應(yīng)用實(shí)例，其中能夠?qū)⒃摲椒ê驮O(shè)備有利地用于干涉檢測。

圖5a示出具有應(yīng)用圖1中示出的cgh1的干涉檢測裝置。檢測樣品在該情況下是具有單片制成的反射鏡表面作為光學(xué)功能表面20的機(jī)械承載結(jié)構(gòu)19。如在之前的實(shí)施例中那樣使用校準(zhǔn)標(biāo)記15、16、17、18，所述校準(zhǔn)標(biāo)記能夠再次通過cgh1光學(xué)地由校準(zhǔn)全息圖4、5、6、7來測量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在干涉檢測構(gòu)件中對檢測樣品的精確定位。再次地，具有球面的參考表面10的斐索干涉儀9被用作測量儀器。

圖5b示出該方法在將單獨(dú)制成的第二光學(xué)功能表面21安裝在共同的承載結(jié)構(gòu)19上時(shí)的優(yōu)點(diǎn)，所述第二光學(xué)功能表面同樣是反射鏡面。對此，通過適當(dāng)?shù)娜菁{結(jié)構(gòu)來相對于第一光學(xué)功能表面20和/或共同的承載結(jié)構(gòu)19安裝和/或校準(zhǔn)光學(xué)功能表面21。在使用適當(dāng)?shù)牟倏v運(yùn)動的情況下，第二光學(xué)功能表面相對于第一光學(xué)功能表面20的主動的安置調(diào)節(jié)也是可行的。于是，利用適當(dāng)?shù)膮⒖急砻?、校?zhǔn)結(jié)構(gòu)、協(xié)調(diào)措施等在根據(jù)在此所描述的方法的干涉檢測的情況下執(zhí)行安裝。在此，已經(jīng)能夠通過相應(yīng)的制造工藝將所述兩個光學(xué)功能表面20、21形成為它們最終的光學(xué)形狀。但是也可行的是：根據(jù)干涉測量所確定的測量數(shù)據(jù)在安裝和拆卸第二光學(xué)功能表面21之后執(zhí)行反復(fù)成型工藝。通過控制校準(zhǔn)全息圖4、5、6、7中的干涉條紋圖案能夠明確區(qū)分光學(xué)功能表面20、21的形狀誤差和方位誤差。然后，反復(fù)執(zhí)行兩個光學(xué)功能表面20、21的形狀偏差和方位偏差的最小化。

圖6a和圖6b示出該方法的另一有利實(shí)施例，其中在干涉控制形狀和方位的情況下執(zhí)行將兩個單獨(dú)制成的光學(xué)功能表面23、24安裝在共同的承載結(jié)構(gòu)22上。

對此，圖6a示出類似于圖3或圖5a、圖5b的干涉檢測構(gòu)件，所述構(gòu)件示例性地使用具有球面的參考表面10的斐索干涉儀9。cgh1通過衍射產(chǎn)生多個測量波前、校準(zhǔn)波前和必要時(shí)的標(biāo)定波前，所述波前被匹配于圖6b的光學(xué)功能表面23、24的形狀或校準(zhǔn)標(biāo)記15、16、17、18的形狀。如在之前所描述的實(shí)施例中那樣，能夠使用校準(zhǔn)標(biāo)記15、16、17、18，為了控制承載結(jié)構(gòu)22的位置，能夠通過校準(zhǔn)全息圖4、5、6、7來測量所述校準(zhǔn)標(biāo)記。

圖6b中示出將兩個光學(xué)功能表面23、24安裝至共同的承載結(jié)構(gòu)22，所述光學(xué)功能表面例如是反射鏡面。在此，光學(xué)功能表面23、24能夠已經(jīng)事先通過給定造型的制造工藝按照它們的規(guī)定來制成，或者通過控制根據(jù)圖6b的干涉檢測構(gòu)件中的形狀誤差來檢測它們的形狀，并且隨后被加工。類似于圖5b，通過控制校準(zhǔn)全息圖4、5、6、7中的干涉條紋圖案能夠明確區(qū)分光學(xué)功能表面23、24的形狀誤差和方位誤差。然后，反復(fù)執(zhí)行光學(xué)功能表面23、24的形狀偏差和方位偏差的最小化。

圖1至6中示出的方法和設(shè)備的實(shí)施例描述了干涉檢測光學(xué)功能相關(guān)的反射的反射鏡表面相對于共同的承載結(jié)構(gòu)的形狀和方位。在此已經(jīng)示出了：該方法能夠有利地用于檢測兩個單片連接的反射鏡表面、單片地與共同的承載結(jié)構(gòu)連接的反射鏡表面和單獨(dú)制成的反射鏡體、以及兩個單獨(dú)制成的反射鏡體和共同的承載結(jié)構(gòu)的形狀和方位。對此，該方法使用至少一個共同使用的衍射元件以產(chǎn)生適當(dāng)?shù)臏y量波前、校準(zhǔn)波前和必要時(shí)的標(biāo)定波前。

關(guān)于此點(diǎn)需要指出的是：干涉檢測方法同樣能夠用于其他的檢測幾何形狀和檢測裝置、不同的校準(zhǔn)標(biāo)記和不同的光學(xué)功能表面，比如起透射作用的光學(xué)透鏡元件。

該方法的一個有利特征是使用至少一個共同使用的、優(yōu)選為衍射的元件和共同使用的校準(zhǔn)標(biāo)記來檢測至少兩個光學(xué)功能表面的形狀和/或方位，其中所述校準(zhǔn)標(biāo)記位于干涉檢測構(gòu)件中的限定位置。因此，例如將所準(zhǔn)備的透鏡相對于共同的承載結(jié)構(gòu)來校準(zhǔn)是該方法的一種可行的應(yīng)用實(shí)例。同樣地，能夠?qū)餐某休d結(jié)構(gòu)上的多于兩個的光學(xué)功能表面的形狀和/或方位進(jìn)行檢測。此外，當(dāng)相應(yīng)地使用共同的衍射元件和共同使用的校準(zhǔn)標(biāo)記時(shí)，同樣可以對至少兩個光學(xué)功能表面在空間中進(jìn)行主動的方位調(diào)節(jié)。因此，利用不同類型的干涉檢測構(gòu)件、校準(zhǔn)標(biāo)記以及檢測幾何形狀的其他應(yīng)用對于該方法的可應(yīng)用性而言不構(gòu)成限制。

圖7示出cgh25的另一實(shí)施例，所述實(shí)施例能夠應(yīng)用在該方法和該設(shè)備中。類似于之前的實(shí)施例，cgh25作為衍射零元件在具有優(yōu)選為斐索干涉儀和相應(yīng)的高精確的參考表面的干涉檢測構(gòu)件中運(yùn)行。為了使cgh25和檢測樣品在光學(xué)檢測構(gòu)件中定向，cgh25具有不同的校準(zhǔn)全息圖28、29、30、31、32。校準(zhǔn)全息圖32能夠作為后向反射環(huán)在利特羅裝置中來使用，以便根據(jù)所測量的干涉條紋圖案使cgh25與干涉儀的參考元件對準(zhǔn)。其他的校準(zhǔn)全息圖28、29、30、31產(chǎn)生例如球面的校準(zhǔn)波前，所述校準(zhǔn)波前在適當(dāng)?shù)男?zhǔn)標(biāo)記處被反射，進(jìn)而以干涉測量精確性在全部六個自由度中實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)標(biāo)記或承載結(jié)構(gòu)的對準(zhǔn)，所述承載結(jié)構(gòu)機(jī)械地固定待檢測的光學(xué)功能表面。與之前的實(shí)施例相反，在此示出的cgh25使用兩個檢測全息圖26、27，所述檢測全息圖除了產(chǎn)生通常非球面的或自由成形的檢測波前之外，還產(chǎn)生另外的優(yōu)選為平面或球面的標(biāo)定波前。

圖8a和圖8b示出利用圖7中所示出的cgh25來干涉檢測的設(shè)備的一個實(shí)施例，所述實(shí)施例具有絕對標(biāo)定的可能性。為了測量由cgh25產(chǎn)生的絕對波前誤差，首先將兩個已知的優(yōu)選球面的參考基準(zhǔn)件33、34安裝在光學(xué)檢測構(gòu)件中。參考基準(zhǔn)件33、34應(yīng)當(dāng)以稍后待測量的光學(xué)功能相關(guān)表面36、37的曲率來定向，并且同樣能夠包括校準(zhǔn)標(biāo)記，所述校準(zhǔn)標(biāo)記以相同的方式由cgh25或在其上包含的校準(zhǔn)全息圖28、29、30、31來以光學(xué)的方式測量以確定基準(zhǔn)件的位置。通常，根據(jù)待檢測的光學(xué)功能表面36、37的形狀使用不同的參考基準(zhǔn)件33、34用于標(biāo)定cgh25的波前誤差。但是，針對兩個待檢測的光學(xué)功能表面36、37使用單個參考基準(zhǔn)件對于所示出的方法而言并非是限制性的。對cgh25的與測量相關(guān)的區(qū)域的標(biāo)定是通過所產(chǎn)生的標(biāo)定波前在已知的參考基準(zhǔn)件33、34處被反射并且在了解其形狀精度的情況下進(jìn)行的。隨后，所測量的標(biāo)定波前被存儲為標(biāo)定文件并且被調(diào)用于確定光學(xué)功能表面36、37的形狀誤差。以該方式能夠得出cgh25對于所測量的波前誤差的貢獻(xiàn)的絕對結(jié)論。在檢測多個光學(xué)功能表面時(shí)，在通常的情況下需要具有不同幾何形狀的多個參考基準(zhǔn)件。

圖8b中示出利用cgh25和其事先確定的波前誤差來測量光學(xué)功能表面36、37。光學(xué)功能表面36、37具有例如非球面的或自由成形的幾何形狀。但是，同樣能夠利用cgh25來干涉檢測其他光學(xué)功能表面、例如平面表面或球面。兩個光學(xué)功能表面36、37在圖8b的實(shí)施例中被設(shè)置在共同的承載結(jié)構(gòu)35上。但是，檢測也能夠涉及可自由操縱的單個器件或單片制成的且分開安裝的器件的組合。在成功地干涉檢測光學(xué)功能表面36、37之后，所存儲的標(biāo)定數(shù)據(jù)被調(diào)用并且被用于結(jié)算測量結(jié)果。因此，能夠再次降低形狀檢測中的測量不確定性。

本發(fā)明不受限于借助實(shí)施例所進(jìn)行的描述。更確切地說，本發(fā)明包括任意新的特征以及特征的任意組合，這尤其包含權(quán)利要求中的特征的任意組合，即使在權(quán)利要求或?qū)嵤├袥]有對這些特征或組合本身作出明確說明。