本發(fā)明屬于光學(xué)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及的是一種計(jì)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(jì)算全息(computer-generated-hologram)由于其良好的通用性，其補(bǔ)償檢測(cè)技術(shù)在以非球面為代表的高精度面形檢測(cè)領(lǐng)域得到了極為廣泛的應(yīng)用。由于非球面的面形檢測(cè)精度要求在不斷提高，而計(jì)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(cè)精度水平，需要對(duì)cgh基底誤差進(jìn)行準(zhǔn)確標(biāo)定。

目前，對(duì)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(shí)，將非球面替換成球面。當(dāng)cgh處于干涉腔中時(shí)進(jìn)行第一次測(cè)量；然后取出cgh進(jìn)行第二次測(cè)量。兩次測(cè)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(shí)引起的。由于球差與檢測(cè)光路非球面f數(shù)的4次方成反比，當(dāng)f數(shù)較小時(shí)，會(huì)引入較大的球差，在位檢測(cè)光路中會(huì)出現(xiàn)比較密集的干涉條紋乃至無(wú)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(shí)，球差約為0.6nmrms；但當(dāng)f數(shù)變?yōu)?時(shí)，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(duì)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(duì)基底進(jìn)行標(biāo)定。當(dāng)cgh處于干涉腔中時(shí)進(jìn)行第一次測(cè)量；然后取出cgh進(jìn)行第二次測(cè)量。兩次測(cè)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(cè)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(cè)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(duì)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(jì)算。由于坐標(biāo)映射的復(fù)雜計(jì)算，兩者之間進(jìn)行數(shù)據(jù)相減時(shí)不可避免地會(huì)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(shí)，位置匹配誤差會(huì)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(wèn)題，在實(shí)際應(yīng)用中存在較大局限性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種計(jì)算全息基底刻蝕誤差的在位標(biāo)定方法，對(duì)計(jì)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(jì)算全息基底刻蝕誤差的在位標(biāo)定方法，具體實(shí)現(xiàn)步驟如下：

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

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

第三步，將以上兩次測(cè)量結(jié)果相減，可得到計(jì)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(shì)在于：

(1)本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)計(jì)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(jì)算全息補(bǔ)償檢測(cè)非球面的面形檢測(cè)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(wèn)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(wú)需對(duì)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(shuō)明

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

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

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

具體實(shí)施方式

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

圖1和圖2是本發(fā)明中所需的兩次測(cè)量的示意圖。

在圖1和圖2中，來(lái)自干涉儀1的光束經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)鏡頭2，入射到刻蝕加工前的計(jì)算全息基底平行平板3或計(jì)算全息4上，然后經(jīng)過(guò)補(bǔ)償器5，入射到球面鏡上。結(jié)合實(shí)例，其測(cè)量過(guò)程如下：

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

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

第三步，將以上兩次測(cè)量結(jié)果相減，可得到計(jì)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(wèn)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(cè)球面的面形質(zhì)量，無(wú)需對(duì)補(bǔ)償器和待測(cè)球面面形誤差進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果可從非球面計(jì)算全息面形檢測(cè)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(jì)算全息高精度面形檢測(cè)的相關(guān)領(lǐng)域，具有較大的工程應(yīng)用價(jià)值。

本發(fā)明說(shuō)明書(shū)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(shí)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)。