[發明專利]衍射光學元件和干涉測量方法

有效

• 申請號: 201711103826.0
• 申請日: 2013-09-27
• 公開（公告）號: CN107816939B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發明（設計）人: J.赫茨勒
• 申請（專利權）人: 卡爾蔡司SMT有限責任公司
• 主分類號: G01B9/02
• 分類號: G01B9/02;G01M11/00;G01M11/02
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 張邦帥;邱軍

提供了一種衍射光學元件(50)，具有基板(52)和布置在其上的衍射結構圖案(54)。所述衍射結構圖案構造為將輻射至其上的平面或球面輸入波(42)轉換為：1)至少四個分離的輸出波，其中，所述輸出波中的至少一個是非球面波，所述輸出波中的至少另外一個是球面波(58；70)，所述輸出波中的至少另外兩個分別是平面波(60)或球面波(72，74)；2)至少三個分離波，其中的至少一個是非球面波，另外兩個是球面或平面波；3)至少三個球面波。衍射光學元件用在干涉測量方法和裝置中，用于確定光學元件的光學表面的實際形狀與預期形狀的偏離。光學元件制造成具有光學表面，用上述方法和裝置測量的光學表面與預期形狀的偏離位于預定水平之下。

本申請是申請日為2013年9月27日、申請號為201380051045.5、發明名稱為“衍射光學元件和干涉測量方法”的發明專利申請的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求2012年9月28日申請的德國專利申請No.10 2012 217 800.7和2012年9月28日申請的美國臨時申請No.61/707,014的優先權。該德國專利申請和該美國臨時申請的全部內容通過引用并入本申請。

技術領域

本發明涉及一種確定光學元件的光學表面的實際形狀與預期形狀偏差的方法，執行該方法的衍射光學元件，以及制造光學元件以及該光學元件的方法。

背景技術

例如在US 2010/0177321 A1中描述了一種確定實際形狀與預期形狀的偏差的裝置。該裝置包含用于產生測量波的干涉儀，測量波的波前通過衍射光柵適配于光學表面的非球面預期形狀。適配的測量波的波前在光學表面處的反射之后通過干涉測量法來評估，光學表面的實際形狀與其預期形狀的偏差在該過程中被確定。

在該情況中，衍射光柵例如可為計算機生成的全息圖(CGH)，其通過設計由適合的計算法(例如，光線追跡法)模擬的干涉儀來產生，并且，在該過程中，計算衍射光柵的位相函數，使得衍射光柵在干涉儀布置的光束路徑中具有預期功能。那么，可由衍射光柵的計算的位相函數制造衍射光柵。

形狀測量的精度依賴于CGH的精度。在此，盡可能準確的制造不是決定性的，盡可能準確的測量CGH中所有可能誤差是決定性的。已知誤差可在測量測試物的形狀時通過計算來移除。因此，CGH形成參考。雖然可完全校準旋轉對稱非球面的情況中的所有非旋轉對稱誤差，所有CGH誤差對自由形式表面(即，不具有旋轉對稱性的非球面表面)情況中的形狀測量有影響。因此，關于CGH測量的精度的要求急劇增長。在該過程中，重要的是精確知道CGH的衍射結構的畸變，即衍射結構相對于它們的預期位置的橫向位置，以及CGH的輪廓形狀。然而，這些參數可通過現有技術已知的測量裝備來確定的測量精度不足以用于不斷增長的需求。

用于高度精確測量光學表面的其它已知設備使用串聯布置的兩個CGH，由此，測量構造所需的工作量增加。

發明內容

本發明的目的是解決上述問題，尤其是提供一種以改善的精度測量任意形狀的光學表面、尤其是不具有旋轉對稱性的非球面表面的方法和衍射光學元件。

根據本發明的解決方案

舉例而言，根據本發明，上述目的可通過衍射光學元件來實現，該衍射光學元件具有基板和布置在基板上的衍射結構圖案。衍射結構圖案構造為將輻射其上的平面或球面輸入波轉換為至少四個分離的輸出波，其中所述輸出波中至少之一是非球面波，所述輸出波中至少另一個是球面波，所述輸出波中至少另兩個是分別是平面波或球面波。