感度行列に基づく高次非球面自動干渉検査

GUO Naiquan ,  

ZHOU Man ,  

ZHANG Xin ,  

LI Mingzhuo ,  

HU Haixiang ,  

XUE Donglin ,  

摘要

高次非球面の高精度干渉検査は、超精密光学加工の重要な工程である。従来の手動干渉検査は専門家の経験に依存しており、効率が低く大量検査の要求を満たすことが困難である。剛体運動学およびFringe Zernike収差理論に基づき、回転対称面の五自由度感度関数の厳密式を導出した。高次非球面に対しては数値求積によりZernike射影積分を完了し、従来の解析手法における低次近似の打ち切りを回避した。面形矢高パラメータのみでモデリングが可能であり、経験的補正や完全な光学系モデリングを必要としない。従来の最小二乗法では面形誤差とシフト収差の結合問題を解決できないため、加重最小二乗反演戦略を提案した。重要モードに対する重み係数を動的に調整することで、面形誤差が姿勢反演に及ぼす結合汚染を効果的に抑制し、検出精度を向上させた。実験結果は、既知のシフト量検証において五自由度校正誤差が3.5%以内であり、未知のシフト量検証では従来法が正常に収束しなかったことを示した。光路シフトによるRMS誤差は0.113λであったが、加重最小二乗法は2回の反復で収束し、光路シフトによるRMS誤差は0.004λ(λ=632.8 nm)となった。本手法は高次非球面のバッチ干渉検査に効率的かつ信頼性の高いソリューションを提供する。

关键词

非球面検査;感度行列;加重最小二乗;自動アライメント

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