计算全息图(CGH)作为零位补偿器广泛应用于高精度非球面的检测中，但CGH的基底误差直接限制了非球面的检测精度。为了获得超高精度的CGH基底，提出了应用离子束修正CGH基底的加工工艺。采用不同束径的离子束去除函数对一边长152 mm(有效口径140 mm圆形区域)、厚635 mm的正方形熔石英CGH基底分别进行了精抛、精修和透射波前修正实验。经过总计7轮的迭代修正，最终获得了透射波前为PV值20779 nm、RMS值0685 nm的超高精度CGH基底。实验结果表明:应用离子束修正高精度CGH基底的加工工艺具有较大优势，不仅具有较高的加工效率而且可以获得超高的加工精度。

为了掌握熔石英样品在紫外波段的吸收特性, 研究了精确评估激光量热仪测量不确定度的方法。介绍了激光量热仪的吸收测量原理, 选用指数法对吸收测量数据进行了拟合; 通过分析各吸收率测量结果的影响分量, 建立了测量不确定度评估模型; 对各输入量的估计值以及估计值的标准不确定度逐一进行计算, 并对影响吸收率测量结果的拟合计算参数A、γ进行了修正。考虑背景温度漂移对被测样品温度测量的影响, 利用Matlab编程分析了线性、非线性温度漂移对吸收计算结果的影响, 获得其相对标准不确定度及相对扩展不确定度分别为2.6%和5.2%。最后, 更换熔石英基底并进行多次吸收测量, 计算了吸收率10次测量结果平均值的相对标准不确定度为2.3%, 相对扩展不确定度为4.6%, 与评估结果基本相同。

极小像差投影物镜中的高阶像差很难通过调节机构消除,是约束像质进一步补偿优化的瓶颈.离子束溅射(IBF)设备广泛应用于光学加工中,能够较好地去除低频和中频误差,实现高精度面形精修.对现有投影物镜小比例验证模型的系统波像差成分进行条纹泽尼克分析,发现存在很大的三叶像差.利用面形精修技术对物镜中的一个表面进行定量精修去除以补偿三叶像差.仿真与实验结果表明,三叶像差得到很好的控制,系统波像差由原来的29.6nm(RMS)减小到12.7 nm(RMS),成像质量得到进一步提升,验证了这种三叶像差补偿方法的正确性和可行性.

为了验证离子束修正超高陡度镜面的能力，对采用五轴离子束加工超高陡度镜面的问题进行了分析研究和加工实验。根据现有检测条件制定了实验方案并对面形数据进行了处理；对超过机床五轴加工摆轴行程区域的驻留时间进行了补偿；建立了离子束五轴加工后置处理算法，根据该算法编制了数控程序生成软件，并通过实验验证了生成的数控程序的正确性；最后进行了超高陡度镜面的五轴离轴加工实验，经过5 轮迭代加工后，元件面形由初始的峰谷(PV)值为57.983 nm、均方根(RMS)值为9.406 nm，收敛PV 值为11.616 nm、RMS 值为1.306 nm，总收敛比达到7.20。实验结果表明：采用五轴离子束加工超高陡度镜面的方案可行，并且获得了较高的收敛效率和加工精度，同时验证了离子束离轴镜加工的可行性。

为了获得薄膜材料吸收率与深紫外激光照射能量密度间的对应关系，掌握薄膜材料深紫外吸收特性，应制定相应的吸收测量规范。介绍了激光量热法的原理及测试流程，分析了测试过程中的剂量效应、非线性吸收和不可恢复吸收等现象，提出了利用激光量热法测量应用于波长193 nm紫外光刻系统的氟化物薄膜材料吸收率的方法，并进行了实际测量。根据所建立的测量方法，获得熔石英基底材料在193 nm紫外光照射下的剂量效应及出现不可恢复吸收现象时相应的激光能量密度，进而测量出基底材料吸收率与激光能量密度之间的关系；通过热蒸发对基底镀氟化镁及氟化镧单层膜，测量镀膜后样品的吸收率与激光能量密度的关系，通过与镀膜前吸收率的对比，计算了两种薄膜材料吸收率与激光能量密度的关系，推算出薄膜材料在实际工作状态时的吸收率，并得到不同沉积温度下氟化镧薄膜材料吸收率、粗糙度与波纹度。实验结果证实了新提出测量方法的可行性，测量结果为改善系统成像质量以及延长元件使用寿命提供支持。

采用双球面法对立式Fizeau干涉仪的参考球面进行标定以确定由重力、安装夹持力等导致的面形形变量，提高立式光学系统中光学元件的面形检测精度。首先，推导了双球面法标定算法；进而，理论分析和模拟计算了影响检测精度的环境、重力、安装夹持力等因素；最后，利用双球面法对立式Fizeau干涉仪的参考球面进行标定，并利用误差合成理论分析实验结果。实验结果显示，利用双球面法标定F/15的立式Fizeau干涉仪参考面的精度为23 nm。其中，算法本身以及实验操作引起的测量重复性不大于07 nm，包含环境误差时的重复性低于12 nm；重力导致的面形形变约为09 nm，标准镜安装导致的面形形变约为17 nm。结果论证了双球面法具有很高的标定精度；环境对检测精度的影响与干涉腔长度有关，长度增加时影响很明显；立式工作时，重力、安装等因素导致的标准镜参考球面的面形形变很大，在高精度使用前必须进行标定。

非球面高精度检测是目前光学检测研究的热点和难点之一。计算全息(CGH)技术是非球面检测的重要方法，但检测精度受到许多因素的影响。对CGH检测抛物面的误差进行了深入研究。应用Zemax软件对各种检测误差进行模拟计算，利用CGH对抛物面面形进行实际测量，对测量结果中较大的透射波前误差、彗差、球差等进行分析，并将CGH法与共焦小球法的检测进行了结果对比。结果表明，CGH法的设计和制造精度很高，标定基底的透射波前后，理论检测误差均方根(RMS)值低于4.2 nm。实际检测中，CGH的离焦和抛物面偏心会造成较大的测量误差，精密调整后的测量误差RMS值优于4.5 nm。

高精度的重复性是保证检测精度的前提，也是精密检测中最重要的指标之一。在Fizeau干涉仪中，干涉腔对环境特别是温度的变化非常敏感，温度的变化和非均匀性是测量的主要误差来源，也是影响测量重复性的主要因素之一。通过研究光在空气中的传播原理，利用Edlen公式建立了Fizeau干涉仪干涉腔的理论模型，并给出了腔长、温度变化大小与干涉仪重复精度的定量关系。理论分析表明，干涉仪重复精度主要跟温度变化大小和干涉仪腔长有关。利用ZYGO公司的干涉仪，通过实验给出了在不同环境中、不同腔长下干涉仪测量重复精度的变化，并与理论计算进行了比较和分析。

光刻投影物镜元件面形精度为纳米量级,因此要求检测精度为纳米到亚纳米量级。为了完成光刻投影物镜的光学元件面形检测任务,提出了利用菲佐型干涉仪进行检测的方法。通过理论分析和计算模拟,分别对相移误差、参考面误差、探测器非线性误差等系统误差以及光源稳定性、环境控制等影响干涉仪测量精度的主要因素进行分析,给出了测量误差大小与干涉仪结构参数之间的关系。计算结果表明,限制菲佐干涉仪检测精度的主要因素是参考面的精度和环境的影响。针对以上结果给出了提高干涉仪测量精度与减小测量误差的方法,对高精度菲佐干涉仪的研制具有一定的参考价值。

分析了“日盲”紫外增强型电荷耦合装置(SBUV-ICCD)噪声的来源及特点。考虑SBUV-ICCD工作时系统增益高，单光电子的响应会扩散到CCD邻近像素中去,故将SBUV-ICCD作为线性时不变系统，引入单光电子冲激响应到SBUV-ICCD信噪比计算中，利用傅里叶变换原理推导出其信噪比模型。模型采用了二维高斯函数拟合SBUV-ICCD单光电子冲激响应的方法，较传统间接分析的方法更为简单适用。分析了增益对SBUV-ICCD信噪比的影响，测量了辐照度在10.3～810.6 pW/cm2内变化时SBUV-ICCD的信噪比。实验结果表明，该模型的标准差为0.78，可用于SBUV-ICCD的性能分析。