光学収差が抑制しにくいためにアライメント測定精度が低下する動的角度測定システムの問題に対して、本稿ではレーザー差動アライメント原理に基づく高精度動的収差抑制光学測定技術を提案する。収差因子を含む差動アライメント数学モデルを構築し、収差が検出スポットのエネルギー分布および差動信号のゼロ点位置に与える影響を詳細に解析し、さらに波面差と角度測定感度の間の定量的法則を導出した。これに基づき、長焦点反折式光学構造と偶数次非球面の導入により、軸上および軸外の残留収差を効果的に抑制し、角度測定精度を向上させた。理論解析および初期実験により、本技術が収差を有効に抑制できることを示し、システム全視野にわたる二乗平均平方根分散スポット半径はエアリースポット半径未満、波面二乗平均誤差は0.042 λ未満であり、MTFは回折限界に近接する。本システムのアライメント測定再現性は0.027″に達し、現在広く使用されているELCOMAT®3000自己准直器に比べて再現性が41％向上し、本システムのアライメント測定最大偏差はわずか0.085″である。高精度動的角度測定に信頼できる技術的手法を提供することができる。

光学設計;差動アライメント;高精度;収差抑制