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      一種計算全息基底刻蝕誤差的在位標(biāo)定方法與流程

      文檔序號:11512907閱讀:839來源:國知局
      一種計算全息基底刻蝕誤差的在位標(biāo)定方法與流程

      本發(fā)明屬于光學(xué)測量技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及的是一種計算全息在位標(biāo)定方法。



      背景技術(shù):

      隨著現(xiàn)代半導(dǎo)體工藝技術(shù)和光學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,計算全息(computer-generated-hologram)由于其良好的通用性,其補(bǔ)償檢測技術(shù)在以非球面為代表的高精度面形檢測領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。由于非球面的面形檢測精度要求在不斷提高,而計算全息cgh基底誤差是限制其精度的主要因素,為進(jìn)一步提高非球面的面形檢測精度水平,需要對cgh基底誤差進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定。

      目前,對于cgh基底誤差的標(biāo)定主要有兩種方式:一是在原光路下,將非球面替換成球面進(jìn)行在位標(biāo)定;二是在平行光路下進(jìn)行標(biāo)定。

      在原光路下進(jìn)行在位標(biāo)定時,將非球面替換成球面。當(dāng)cgh處于干涉腔中時進(jìn)行第一次測量;然后取出cgh進(jìn)行第二次測量。兩次測量結(jié)果的差值即為基底誤差和額外的球差。額外的球差是由于cgh基底處于發(fā)散光路時引起的。由于球差與檢測光路非球面f數(shù)的4次方成反比,當(dāng)f數(shù)較小時,會引入較大的球差,在位檢測光路中會出現(xiàn)比較密集的干涉條紋乃至無法解析,從而引起較大的非共光路誤差,極大降低標(biāo)定精度。以折射率為1.5,厚度為6.35mm的基底為例,當(dāng)f數(shù)為7時,球差約為0.6nmrms;但當(dāng)f數(shù)變?yōu)?時,球差迅速增加至16.9nmrms。因此這種標(biāo)定方法只適用于標(biāo)定f數(shù)較大的系統(tǒng),針對較為常用的較小f數(shù)的系統(tǒng)存在較大局限性。

      為避免球差的影響,可在平行光路下對基底進(jìn)行標(biāo)定。當(dāng)cgh處于干涉腔中時進(jìn)行第一次測量;然后取出cgh進(jìn)行第二次測量。兩次測量結(jié)果的差值即為基底誤差。由于平行光路條件與cgh非球面檢測光路條件并不一致,這樣標(biāo)定得到的基底誤差并不能直接從非球面面形檢測結(jié)果中直接減去。兩者之間存在明顯的橫向剪切,它們之間的對應(yīng)關(guān)系要根據(jù)cgh的坐標(biāo)與非球面的坐標(biāo)之間的映射關(guān)系進(jìn)行計算。由于坐標(biāo)映射的復(fù)雜計算,兩者之間進(jìn)行數(shù)據(jù)相減時不可避免地會引入位置匹配誤差,該誤差還與cgh基底透射波前的斜率相關(guān)。當(dāng)cgh基底透射波前斜率較大時,位置匹配誤差會進(jìn)一步增大,進(jìn)而降低cgh標(biāo)定精度。相比在原光路條件下進(jìn)行在位標(biāo)定,這是平行光路條件下標(biāo)定方法的最大問題,在實際應(yīng)用中存在較大局限性。



      技術(shù)實現(xiàn)要素:

      本發(fā)明的目的是提供一種計算全息基底刻蝕誤差的在位標(biāo)定方法,對計算全息基底刻蝕誤差進(jìn)行在位標(biāo)定。

      本發(fā)明采用技術(shù)方案為:一種計算全息基底刻蝕誤差的在位標(biāo)定方法,具體實現(xiàn)步驟如下:

      第一步,將刻蝕前的計算全息基底平行平板(3)放入計算全息標(biāo)定光路中,測量結(jié)果w1包括計算全息基底平行平板誤差wsub、補(bǔ)償器誤差和被測球面鏡的誤差wsphere,即:

      第二步,將刻蝕完成后的計算全息cgh(4)放入計算全息標(biāo)定光路中,測量結(jié)果w2包括計算全息誤差wcgh、補(bǔ)償器誤差和被測球面鏡的誤差wsphere,即:

      第三步,將以上兩次測量結(jié)果相減,可得到計算全息的基底刻蝕誤差,即:

      本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)勢在于:

      (1)本發(fā)明可實現(xiàn)計算全息基底刻蝕誤差的在位高精度標(biāo)定,標(biāo)定結(jié)果可直接從計算全息補(bǔ)償檢測非球面的面形檢測數(shù)據(jù)中直接減掉,且突破了現(xiàn)有在位標(biāo)定技術(shù)中非球面的f數(shù)限制問題,具有較大的通用性。

      (2)本發(fā)明的標(biāo)定精度并不受限于補(bǔ)償器的制作精度水平和球面鏡的面形質(zhì)量,無需對補(bǔ)償器的誤差和球面鏡的面形誤差進(jìn)行標(biāo)定,具有較大靈活性。

      附圖說明

      圖1是將刻蝕加工前的計算全息基底平行平板放入標(biāo)定光路中進(jìn)行面形檢測的示意圖;

      圖2是將完成刻蝕加工后的計算全息基底平行平板放入標(biāo)定光路中進(jìn)行面形檢測的示意圖;

      各圖中,1.干涉儀,2.標(biāo)準(zhǔn)鏡頭,3.計算全息基底平行平板,4.計算全息,5.補(bǔ)償器,6.球面鏡。

      具體實施方式

      下面結(jié)合附圖以及具體實施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明。

      圖1和圖2是本發(fā)明中所需的兩次測量的示意圖。

      在圖1和圖2中,來自干涉儀1的光束經(jīng)過標(biāo)準(zhǔn)鏡頭2,入射到刻蝕加工前的計算全息基底平行平板3或計算全息4上,然后經(jīng)過補(bǔ)償器5,入射到球面鏡上。結(jié)合實例,其測量過程如下:

      第一步,將刻蝕前的計算全息基底平行平板3放入計算全息標(biāo)定光路中,如圖1所示,測量結(jié)果w1包括計算全息基底平行平板誤差wsub、補(bǔ)償器誤差和被測球面鏡的誤差wsphere,

      第二步,將刻蝕完成后的計算全息4放入計算全息標(biāo)定光路中,如圖2所示,測量結(jié)果w2包括計算全息誤差wcgh、補(bǔ)償器誤差和被測球面鏡的誤差wsphere,即

      第三步,將以上兩次測量結(jié)果相減,可得到計算全息的基底刻蝕誤差,即

      該方法突破了現(xiàn)有在位標(biāo)定技術(shù)中非球面的f數(shù)限制問題,且標(biāo)定精度并不受限于補(bǔ)償器的制作精度水平和待測球面的面形質(zhì)量,無需對補(bǔ)償器和待測球面面形誤差進(jìn)行標(biāo)定,標(biāo)定結(jié)果可從非球面計算全息面形檢測數(shù)據(jù)中直接減掉,具有極大的通用性和靈活性。研究成果可應(yīng)用于計算全息高精度面形檢測的相關(guān)領(lǐng)域,具有較大的工程應(yīng)用價值。

      本發(fā)明說明書未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。

      以上所述,僅為本發(fā)明中的具體實施方式,但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此,任何熟悉該技術(shù)的人在本發(fā)明所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)的局部修改或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的包含范圍之內(nèi)。

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