微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光學系統檢測領域，具體涉及一種微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位方法，可應用于波像差檢測過程中，微縮投影系統的被測視場點的準確定位。
【背景技術】
[0002]光學系統出瞳面波像差是衡量其成像質量的關鍵指標，對出瞳面波像差的矯正通常基于光學系統視場內特定的物像共軛點，即在特定的視場點位置完成光學系統的精密裝調，以實現在該特定位置系統波像差最小的目的。視場是指在物空間中，在某一距離，光學系統所能接受的最大物體尺寸。
[0003]在系統波像差檢測過程中，如何準確的定位被測光學系統的視場點，是完成光學系統集成裝調和波像差檢測的前提。
[0004]傳統的視場點定位方法采用在系統波像差檢測過程中，物面和像面配合掃面的反射確定視場點，工作量大，操作過程復雜。
【發明內容】
[0005]本發明為解決現有微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位的準確率低且存在工作量大，操作過程復雜等問題，提供一種微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位方法。
[0006]微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位方法，該方法由以下步驟實現:
[0007]步驟一、采用三坐機對主鏡和次鏡的反射面輪廓進行測量，獲得主鏡和次鏡的中心厚度，并根據獲得的中心厚度確定主鏡和次鏡的間距；
[0008]步驟二、在三坐標機上完成在吊裝狀態下次鏡、次鏡支撐結構以及次鏡支撐環的裝配，通過調整次鏡支撐結構和次鏡支撐環的相對位置，保證所述次鏡的外輪廓與次鏡支撐環外輪廓同軸度和垂直度;然后完成主鏡、主鏡支撐結構、主鏡支撐環、主鏡調整機構和主鏡支撐盤的裝配，通過調整主鏡支撐結構和主鏡支撐環的相對位置，保證主鏡的外輪廓與主鏡支撐環的外輪廓同軸度和垂直度以及主鏡背面與主鏡支撐盤平行度；
[0009]步驟三、采用定心儀調整機構和平晶，調整次鏡反射面相對于次鏡支撐環8的面傾斜度以及次鏡反射面光軸相對于次鏡支撐環中心軸的偏心量，獲得的次鏡面傾斜度和偏心量;調整主鏡反射面相對于主鏡支撐環的面傾斜度以及主鏡反射面光軸相對于主鏡支撐環中心軸的偏心量，獲得主鏡面傾斜度和偏心量；
[0010]步驟四、根據步驟一獲得的主鏡和次鏡的間距在三坐標機上完成微縮投影系統的裝配，保證主鏡和次鏡的外輪廓同軸度；
[0011]步驟五、在三坐標機上完成凹面反射鏡在次鏡背面的裝配;所述凹面反射鏡的球心位置即為系統定位的視場點。
[0012]本發明的有益效果:光學系統出瞳面波像差是衡量其成像質量的關鍵指標，對出瞳面波像差的矯正通常基于光學系統視場內特定的物像共軛點，即在特定的視場點位置完成光學系統的精密裝調，以實現在該特定位置系統波像差最小的目的。
[0013]—、本發明所述的視場點定位方法中，通過坐標傳遞關系和根據微縮投影系統特殊設計的凹面反射鏡，可以在系統波像差檢測過程中準確的定位被測視場點，包括視場點水平位置和垂直位置的準確定位；
[0014]二、本發明所述的視場點定位方法，可以實現在波像差檢測過中被測視場點的快速定位和準確復位。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發明所述的微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位方法中微縮投影系統的結構示意圖；
[0016]圖2為本發明所述的微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位方法中次鏡、次鏡支撐結構和次鏡支撐環在三坐標機上的裝配結構示意圖；
[0017]圖3為本發明所述的微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位方法中次鏡、次鏡支撐結構和次鏡支撐環在定心儀上的裝配結構示意圖；
[0018]圖4為本發明所述的微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位方法中主鏡、主鏡支撐、主鏡調整機構以及主鏡支撐盤的裝配結構示意圖；
[0019]圖5為本發明所述的微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位方法中次鏡與特殊設計的凹面反射鏡的裝配結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]【具體實施方式】一、結合圖1至圖5說明本實施方式，微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位方法，微縮投影系統包括主鏡1、主鏡支撐結構2、主鏡支撐環3、主鏡調整機構4、主鏡支撐盤5、次鏡6、次鏡支撐結構7以及次鏡支撐環8，所述主鏡I和次鏡6為非球面反射鏡，所述次鏡支撐結構7和次鏡支撐環8以及主鏡支撐結構2、主鏡支撐環3、主鏡調整機構4和主鏡支撐盤5作為主要部分，通過建立微縮投影系統中主鏡輪廓、次鏡輪廓、主次鏡支撐機構2以及主鏡、次鏡光軸的坐標傳遞關系，借助根據微縮投影系統結構特殊設計的凹面反射鏡11，準確的定位系統在波像差檢測設備上的被測視場點。
[0021 ]具體定位方法由以下步驟實現:
[0022]A、在三坐標機上完成主鏡I和次鏡6的反射面輪廓測量，確定主鏡I和次鏡6的中心厚度，以修正微縮投影系統的兩鏡間距;然后完成主鏡I和次鏡6背面與其外輪廓之間幾何關系的測量；
[0023]B、在三坐標機上完成如圖2所示的吊裝狀態下的次鏡6、次鏡支撐結構7以及次鏡支撐環8的裝配，裝配過程中通過調整次鏡支撐結構7和次鏡支撐環8的相對位置，保證次鏡6的外輪廓與支撐環8外輪廓的同軸度、垂直度和圓柱度；
[0024]C、在三坐標機上完成主鏡1、主鏡支撐2、主鏡支撐環3、主鏡調整機構4以及主鏡支撐盤5的裝配，裝配過程中通過調整主鏡支撐2和主鏡支撐環3的相對位置，保證主鏡I的外輪廓與支撐環3外輪廓的同軸度、垂直度和圓柱度，以及主鏡I背面相對于主鏡支撐盤5的平行度；
[0025]D、在定心儀上，結合圖3，借助定心儀調整機構10和平晶9，完成次鏡6反射面相對于次鏡支撐環8的面傾斜調整，以及次鏡6反射面光軸相對于次鏡支撐環8中心軸的偏心，獲得次鏡6反射面的傾斜度和偏心量；
[0026]E、在定心儀上，采用步驟D相同的方式，借助定心儀調整機構10和平晶9，完成主鏡I反射面相對于主鏡支撐環3的面傾斜調整，以及主鏡I反射面光軸相對于主鏡支撐環3中心軸的偏心，獲得主鏡的反射面的傾斜度和偏心量；
[0027]F、根據步驟一中修正后的兩鏡間距，在三坐標機上完成微縮投影系統集成，通過調整主鏡I和次鏡6的偏心量，減少主鏡I和次鏡6外輪廓的同軸度，裝配后的微縮投影系統，結合圖1;
[0028]G、在三坐標機上完成特殊設計的凹面反射鏡11在次鏡6背面的裝配，確定凹面反射鏡11球心相對于次鏡6背面的垂直位置，以及凹面反射鏡11球心相對于次鏡6外輪廓中心軸水平位置；
[0029]H、在系統波像差檢測設備上完成微縮投影系統集成裝調，凹面反射鏡11的球心位置即為系統被測視場點；
[0030]1、根據步驟D和步驟E中確定的次鏡反射面的傾斜度和主鏡反射面的傾斜度，步驟A中確的主次鏡厚度以及步驟G中確定的凹面反射鏡11的球心相對于次鏡6背面的垂直位置，以及球心相對于次鏡6外輪廓中心軸水平位置對被測視場點的定位誤差進行修正，即完成微縮投影系統被測視場點的定位。
[0031]本實施方式中所述的特殊設計的凹面反射鏡11曲率半徑、中心厚度根據微縮投影系統的物距設定。凹面反射鏡11包括反射面和背面凸臺組成，所述背面凸臺用于將凹面反射鏡11安裝在次鏡6的背面，使裝配后的凹面反射鏡11球心即為微縮投影系統波像差檢測過程中的被測視場點。
【主權項】
1.微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位方法，其特征是，該方法由以下步驟實現: 步驟一、采用三坐機對主鏡(I)和次鏡(6)的反射面輪廓進行測量，獲得主鏡(I)和次鏡(6)的中心厚度，并根據獲得的中心厚度確定主鏡(I)和次鏡(6)的間距； 步驟二、在三坐標機上完成在吊裝狀態下次鏡(6)、次鏡支撐結構(7)以及次鏡支撐環(8)的裝配，通過調整次鏡支撐結構(7)和次鏡支撐環(8)的相對位置，保證所述次鏡(6)的外輪廓與次鏡支撐環(8)外輪廓同軸度和垂直度;然后完成主鏡(I)、主鏡支撐結構(2)、主鏡支撐環(3)、主鏡調整機構(4)和主鏡支撐盤(5)(的裝配，通過調整主鏡支撐結構(2)和主鏡支撐環(3)的相對位置，保證主鏡(I)的外輪廓與主鏡支撐環(3)的外輪廓同軸度和垂直度以及主鏡(I)背面與主鏡支撐盤(5)平行度； 步驟三、采用定心儀調整機構(10)和平晶(9)，調整次鏡(6)反射面相對于次鏡支撐環(8)的面傾斜度以及次鏡(6)反射面光軸相對于次鏡支撐環(8)中心軸的偏心量，獲得的次鏡(6)面傾斜度和偏心量;調整主鏡(I)反射面相對于主鏡支撐環(3)的面傾斜度以及主鏡(I)反射面光軸相對于主鏡支撐環(3)中心軸的偏心量，獲得主鏡(I)面傾斜度和偏心量； 步驟四、根據步驟一獲得的主鏡(I)和次鏡(6)的間距在三坐標機上完成微縮投影系統的裝配，保證主鏡(I)和次鏡(6)的外輪廓同軸度； 步驟五、在三坐標機上完成凹面反射鏡(11)在次鏡(6)背面的裝配；所述凹面反射鏡(II)的球心位置即為系統定位的視場點。2.根據權利要求1所述的微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位方法，其特征在于，在步驟五之后，還包括根據步驟一獲得的主鏡(I)和次鏡(6)的中心厚度和步驟三獲得的次鏡(6)面傾斜度和偏心量、主鏡(I)面傾斜度和偏心量對被測的視場點的定位誤差進行修改正。3.根據權利要求1所述的微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位方法，其特征在于，所述凹面反射鏡(11)的曲率半徑、中心厚度根據微縮投影系統的物距設定。4.根據權利要求1或3所述的微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位方法，其特征在于，所述凹面反射鏡(11)包括反射面和背面凸臺組成，所述背面凸臺用于將凹面反射鏡(11)安裝在次鏡(6)的背面，使裝配后的凹面反射鏡(11)球心即為微縮投影系統波像差檢測過程中的被測視場點。
【專利摘要】微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位方法，涉及光學系統檢測領域，解決現有微縮投影系統波像差檢測過程中的視場點定位的準確率低且存在工作量大，操作過程復雜等問題，采用三坐機上對主鏡和次鏡的反射面輪廓進行測量，獲得主鏡和次鏡的間距，并在三坐機上完成主次鏡的裝配，保證主鏡的外輪廓與主鏡支撐環的外輪廓、次鏡與次鏡支撐環外輪廓的同軸度和垂直度以及主次鏡背面與主次鏡支撐結構的平行度；采用定心儀調整機構和平晶調整主次鏡與其支撐環的裝配，獲得主次鏡鏡面的傾斜度和偏心量；完成凹面反射鏡在次鏡背面的裝配；定位系統定位的視場點。本發明可以實現在波像差檢測過中被測視場點的快速定位和準確復位。
【IPC分類】G01J9/00, G03F9/00, G01M11/02
【公開號】CN105589305
【申請號】CN201510960030
【發明人】謝耀, 周烽, 王麗萍, 王輝, 郭本銀, 張文龍, 金春水
【申請人】中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年12月21日