长春理工大学光电工程学院, 吉林 长春 130022
Q-type非球面广泛应用于光学系统设计中,针对Q-type非球面超精密加工过程中的面形检测问题,提出了一种MATLAB软件与Taylor Horbson PGI-1240非球面轮廓仪相结合的方法,以达到对Q-type非球面进行高精度检测的目的。检测结果表明,由Nanoform 700 Ultra单点金刚石超精密车床加工的全口径为11.8 mm的单晶铜Q-type非球面面形误差峰谷(PV)值为0.1963 μm,表面粗糙度方均根(RMS)值为0.03412 μm,满足加工第一阶段面形误差PV值<0.2 μm和表面粗糙度RMS值<0.04 μm的要求。此检测方法可以精确得到工件面形误差,为下一阶段车削加工提供数据支持。
测量 Q-type非球面检测 MATLAB 非球面轮廓仪 单点金刚石车削 激光与光电子学进展
2019, 56(15): 151201
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室 超精密光学工程研究中心, 吉林 长春 130033
在高数值孔径(NA)投影光刻物镜中, 随着数值孔径的增加, 非球面的偏离度越来越大。对这种大偏离度非球面进行亚纳米量级的检测, 一直是光学检测的一大难题。本文首先对一偏离度超过500 μm的偶次高次非球面进行了计算全息图(Computer-Generated Hologram,CGH)设计, 设计出了满足高精度面形检测和刻蚀加工要求的CGH。然后, 针对此设计方案, 定量分析了CGH的成像畸变及畸变对像差分析的影响。分析结果表明, 不同径向位置的成像倍率偏差(畸变)最大达到了2.7∶1, 并且由于畸变的存在, 低阶像差衍生出了明显的高阶像差。最后, 针对用CGH检测大偏离度非球面时出现的成像畸变, 提出了采用光线追迹与最小二乘法相结合的成像畸变的校正方法, 并通过实验验证了此方法的准确性。实验结果表明, 畸变校正之后相对剩余残差小于0.2%, 可以满足高精度非球面检测加工的要求。
计算全息图 畸变 非球面检测 computer-generated hologram CGH CGH distortion asphere testing
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室超精密光学工程研究中心，吉林 长春 130033
用计算全息图(CGH)检测非球面时，除了设计零位补偿CGH 外，还往往设计辅助调节CGH，从而可以利用干涉图来精确调节CGH 的位置。针对这种同时具有零位补偿和辅助调节功能的CGH，提出零位补偿CGH 和辅助调节CGH 之间具有相互补偿效应。针对一高次非球面，设计了四种不同的CGH 配置方案，而后逐一分析了零位补偿CGH 和辅助调节CGH 之间的补偿效应。分析结果表明，在相同的基板误差的条件下，具有自补偿效应的配置方案的Power 项误差小于其他方案的1/40，而球差和高阶球差则小于其他方案的1/70。利用具有自补偿效应的配置方案加工制作了CGH，用此CGH 完成了对非球面的加工检测迭代，非球面面形的收敛精度均方根(RMS)达到0.48 nm。
全息 计算全息图(CGH) 非球面检测 自补偿效应 光学学报
2015, 35(11): 1112002
中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
计算全息图（CGH）作为零位补偿器，越来越广泛地应用于高精度非球面检测领域。CGH的设计、编码、加工和装调等误差，直接限制了非球面的检测精度。提出一种切实可行的检测非球面的流程与方法，完成了对CGH基底的标定、参考镜的绝对标定和CGH的畸变校正，实现对非球面的高精度检测。除了采用传统的平方根之和(RSS)误差合成分析方法外，还通过与无像差点法测量结果的对比，从实验上获得了此方法的测量精度。实验结果表明，利用CGH对非球面进行检测的精度可以达到3.9 nm[均方根(RMS)值]。
测量 非球面检测 计算全息图 绝对标定
1 中国科学院西安光学精密机械研究所，西安 710119
2 中国科学院研究生院，北京 100039
利用零补偿器实施离轴非球面元件面形的干涉检测中，为了实现反射镜的高准确度检测，对其干涉结果中的误差信息进行了分析.根据零补偿器的补偿原理，提出一种新的调整误差分离方法，建立了离轴非球面补偿检验的调整误差分离模型，并利用该模型对一块离轴非球面反射镜进行了仿真实验.调整前由调整误差引入的波像差为0.2332λRMS(λ=632.8 nm)，根据仿真结果调整后的波像差为0.0026λRMS,表明该方法具有较高的准确度，可有效提高检测效率.
非球面检测 补偿器 调整误差 计算机辅助装调 Key words:Asphere testing Null corrector Alignment error Computer-aided alignment
