点衍射全息干涉仪
光学光的干涉与衍射的光学仪器
光学光的干涉与衍射的光学仪器光学是一门研究光的传播、产生和控制的学科，而干涉和衍射则是光学中重要的现象。
为了研究和观测光的干涉与衍射效应，科学家们设计和制造了各种光学仪器。
本文将介绍几种常见的光学仪器，包括干涉仪、衍射仪和其他相关设备。
一、干涉仪干涉仪是一种用于产生和观测光的干涉现象的仪器。
干涉是光的两束或多束相遇产生的干涉条纹现象。
而干涉仪则可以提供稳定的干涉光源，使得我们能够清楚地观察到干涉现象并进行实验研究。
常见的干涉仪包括杨氏干涉仪和迈克尔逊干涉仪。
杨氏干涉仪利用牛顿环原理进行干涉实验，通过透镜和分光镜来实现光的分束和重合。
迈克尔逊干涉仪则采用分束镜和反射镜组合而成，可以实现光的分束和重合的同时保持平行光束。
干涉仪广泛应用于科学研究和实验教学领域。
在光学干涉中应用最广泛的是杨氏干涉和迈克尔逊干涉，它们在光的干涉定量研究、光波长的测量和光学元件测试等方面具有重要的应用价值。
二、衍射仪衍射是光通过边缘或微小孔径时，产生具有干涉现象的光的现象。
利用衍射现象可以研究光的波动性和波前分布。
衍射仪是一种用于产生和观测光的衍射现象的仪器。
典型的衍射仪包括菲涅耳衍射仪和付南苏涅尔衍射仪。
菲涅耳衍射仪利用环形光阑和透镜组合而成，可以产生较大的衍射角度，适用于小孔径的衍射实验。
付南苏涅尔衍射仪则利用反射光栅和透镜组合，可以产生高质量的衍射图样，适用于大孔径的衍射实验。
衍射仪在光学测量、结构分析和材料表征领域有着广泛的应用。
通过观测和分析光的衍射现象，可以获取目标物体的尺寸、形状和光学特性等重要信息。
三、其他相关仪器除了干涉仪和衍射仪，还有一些其他相关的光学仪器用于测量和研究光学现象。
例如自由空间光学系统可以实现光的准直和平行传播，用于调节和操控光的传播路径。
另外，像立体投影仪和视标仪等设备也常用于光学实验和光学测量。
这些光学仪器在科学研究、医学影像、光学通信等领域发挥着重要作用。
它们不仅帮助我们更好地理解光的性质和行为，还推动了光学技术的发展和应用。
点衍射干涉仪波面参考源误差及公差分析
第7卷 第5期2014年10月 中国光学 Chinese Optics Vol.7 No.5 Oct.2014 收稿日期:2014⁃06⁃12;修订日期:2014⁃08⁃14 基金项目:应用光学国家重点实验室基金资助项目(No.09Q03FQM90)文章编号 2095⁃1531(2014)05⁃0855⁃08点衍射干涉仪波面参考源误差及公差分析代晓珂1,2,金春水1∗,于 杰1(1.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,吉林长春130033;2.中国科学院大学,北京100049)摘要:为了保留光纤点衍射干涉仪容易对准以及衍射光束易于控制的优点,同时又能实现大数值孔径(NA )光学系统的检测,设计了一种新型的波面参考源(WRS),它保留了光纤点衍射和微孔点衍射的优点,可满足大NA 极紫外光刻物镜系统波像差检测的要求。
本文在分析各种误差的基础上,搭建了WRS 原理光路并对WRS 的系统误差标定算法进行详细的研究,得到WRS 标定时旋转平台的角度公差为0.5°,跳径时偏离系数为0.5%。
这一新型WRS 误差分析及标定对于实现高精度的检测具有十分重要的意义,最终为实现WRS 系统误差标定提供理论基础。
关 键 词:光学检测;点衍射干涉仪;波面参考源;误差研究;公差分析中图分类号:O436.1 文献标识码:A doi:10.3788/CO.20140705.0855Analysis on error and tolerance for the wavefront referencesource of point diffraction interferometerDAI Xiao⁃ke 1,2,JIN Chun⁃shui 1∗,Yu Jie 1(1.State Key Laboratory of Applied Optics ,Changchun Institute of Optics ,Fine Mechanics and Physics ,Chinese Academy of Sciences ,Changchun 130033,China ;2.University of Chinese Academy of Sciences ,Beijing 100049,China )∗Corresponding author ,E⁃mail :jincs @Abstract :To keep the advantages of fiber point diffraction interferometer which is easy to align and control the diffracted light,we design a new wavefront reference source(WRS).WRS can keep the advantages of fiber point diffraction interferometer and pin⁃hole point diffraction interferometer,and it also can be used to test thewavefront aberration of larger NA optical system for Extreme Ultraviolet Lithography(EUVL).The analysis of error for this new WRS and calibration of the system error is very important for realizing a more accurate test of wavefront aberration.Based on the analysis of various errors,we study the calibration algorithm in detail,and obtain the tolerance of several WRS important components including that the angle tolerance of rotation stage is 0.5°and the deviation factor is 0.5%when rotation is away optical axis.Key words :optical test;point diffraction interferometer;wavefront reference source(WRS);system error;tol⁃erance1 引 言 极紫外光刻(EUVL)技术被认为是最具潜力的下一代光刻技术之一,它最大程度地承袭了现有光刻技术的发展成果。
点衍射干涉检测技术
（Ｆｉｚｅａｕ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）等，它们均为非共路或准共 标准光学元件加工精度对检测系统精度的限制，
路的干涉结构，易受到机械振动和空气扰动的影 因而可以得到衍射极；而且它们要求 米级精度的检测，成为了高精度光学检测技术中
系统光源具有较长的相干长度，无法使用白光光 极具发展潜力的一种技术手段。除此之外，随着
测需依靠光路中的某一标准镜来产生参考波前， 助光刻技术、空间光学、生物检测、显微技术等的
不仅限制了干涉系统的检测口径，而且受标准参 发展具有重要意义。
考镜加工精度的限制而难以产生高质量的参考球 本文对不同发展阶段的点衍射干涉检测技术
面波前，无法进行高精度光学检测。
进行了分类和归纳，分析了点衍射共路干涉仪、光
（浙江大学光电科学与工程学院现代光学仪器国家重点实验室，浙江杭州３１００２７）
摘要：本文介绍了点衍射干涉仪不同发展阶段的特点和应用。点衍射干涉仪由波长量级的针孔产生高质量的球面波作
为参考波前，能够得到衍射极限性能的分辨率。按照不同的光路特点，点衍射干涉仪可分为点衍射共路干涉和点衍射非
共路干涉两种结构，主要应用于高精度波前检测和面形检测。共路干涉结构简单紧凑，对环境振动不敏感，对光源相干
源、紫外波段甚至Ｘ 射线照明。而用于制作极大 点衍射干涉技术的不断发展，它已成功用于构建
规模集成电路的光刻投影物镜的像差检测要求使 白光干涉显微镜［２］、全息相位显微镜［６］、自适应
用在线式光源（波长为１３．５ ～１９３ ｎｍ），其相干长 光学系统［７］，以及生物细胞三维结构的干涉检
度较短，只能使用全共路干涉仪。传统的干涉检 测［８］。可见，开展点衍射干涉技术的研究对于辅
传统的干涉检测系统用于波前测量时，大多
可见光移相点衍射干涉仪的测试误差分析
第 ４ １卷 第 ５期
Ｖｏ ． １ ＮＯ ５ １ ４ ．
红 外 与 激 光 工 程
Ｉ ｆａ ｅ ｎ ｓ ｒ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｎ ｒ ｒ ｄ ａ ｄ Ｌａ ｅ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ
２ １ 年 ５月 ０２
Ｍ ａ ２０１ ｖ． ２
可 见 光 移 相 点 衍 射 干 涉 仪 的 测 试 误 差 分 析
Ｚｈ ｎ ，Ｊｎ Ｃｈ ｎ ｈ ｉ，Ｍ ａ Ｄｏ ｇ ｅ ａ ｇ Ｙｕ 一 ｉ ｕ ｓ ｕ ｎ ｍ ｉ，Ｗ ａ ｇ Ｌｉｉ ｇ ｎ ｐｎ
（ １．Ｓａｅ Ｋｅ ｂ ｒｔｒ ｆＡｐ ｌ ｄ Ｏｐｉｓ ｔｔ ｙ Ｌａ ｏａｏｙ ｏ ｐｉ ｔ ，Ｃｈ ｎ ｈ ｎ Ｉ ｔ ｕｅ ｏ ｔ ｓ ｎ ｅ ｈ ｎ ｃ ｎ ｈ ｓｃ ，Ｃｈｎ ｓ ａ ｅ ｆ ｅ ｃ ａ ｇｃ ｕ ｎｓｉ ｔ ｆＯｐｉ ，Ｆｉｅ Ｍ ｃ ａ ｉｓ ａ ｄ Ｐ ｙ ｉｓ ｔ ｃ ｉｅｅ Ａｃ ｄ ｍｙ ｏ
衍射和干涉的概念
衍射和干涉的概念1.引言1.1 概述概述在物理学中，衍射和干涉是光的传播中重要的现象。
它们是光波在通过障碍物或与其他光波相遇时所产生的效应。
衍射和干涉现象向我们展示了光波的波动性质，并且对我们理解光的行为具有重要的意义。
衍射是当光波通过一个孔或者遇到一个边缘时发生的现象。
当光波通过一个细小的孔时，光波会从孔中扩散出去，形成波阵面，并在背后的屏幕上产生一种细纹。
这种现象被称为衍射。
衍射的程度取决于孔的大小和光波的波长。
如果孔的尺寸和光波的波长相当，衍射效应将会很显著。
在日常生活中，我们可以通过观察太阳光穿过云彩的现象来观察到衍射的效果。
干涉是当两个或者更多的光波相遇时发生的现象。
当两个相干光波在空间中叠加时，它们的能量会相互干涉，造成一些区域的增强和其他区域的减弱。
这种干涉现象可以在两个狭缝间产生干涉条纹、干涉圆环以及其他复杂的干涉图案。
干涉的结果取决于光波的波长、波源的相对位置以及光波的相位差。
在实际应用中，干涉现象可以用于光的干涉仪、反射镜、光学薄膜等领域。
衍射和干涉的研究不仅对于物理学领域有着重要的意义，对于其他学科也具有重要的影响。
例如，它们在光学设计、太阳能利用和光学仪器等方面发挥着关键作用。
理解和应用衍射和干涉的概念不仅能够帮助我们解释自然现象，也可以为我们提供设计更高效的光学设备和技术手段的基础。
本文将详细介绍衍射和干涉的概念以及它们的重要性。
我们将探讨衍射和干涉的基本原理、特点和相关实例，希望读者通过本文的阅读能够对衍射和干涉有一个更加深入的了解，并认识到它们在科学研究和日常生活中的重要性。
接下来的章节将依次介绍衍射和干涉的概念以及它们的要点，最后通过总结和讨论对衍射和干涉进行一定的归纳和评价。
1.2文章结构文章1.2 文章结构本文将围绕衍射和干涉的概念展开详细阐述。
通过对衍射和干涉的分析，我们将深入探讨它们的概念、要点以及它们在物理学中的重要性。
本文分为三个主要部分。
第一部分是引言部分，我们将在其中概述整篇文章的主题和内容，并给出文章的目的。
光的衍射与干涉在成像技术中的应用
干涉成像的优点
提高图像的分辨 率和清晰度
降低图像的噪声 和干扰
增强图像的对比 度和色彩饱和度
实现微小物体的 高精度检测和测 量
干涉成像技术的应用
干涉成像技术的基本原理
干涉成像技术在表面形貌测量中 的应用
添加标题
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干涉成像技术在光学显微镜中的 应用
干涉成像技术在波前传感器中的 应用
中的应用
01
光的衍射与干涉的基本原理
光的波动性
光的衍射：光在传播过程中遇到障碍物时发生的偏离直线传播的现象。
光的干涉：两束或多束光波在空间相遇时，由于相位差的存在，相互加强或相互抵 消的现象。
波动性是光的基本属性之一，具有传播、干涉、衍射等特性。
光的衍射与干涉在成像技术中具有重要的应用，如提高成像质量、实现光学显微等。
06
光的衍射与干涉在遥感成像中的应用
卫星遥感中的衍射与干涉技术
衍射与干涉技术在卫星遥感中的应用原理 衍射与干涉技术在卫星遥感中的优势与局限性 衍射与干涉技术在卫星遥感中的实际应用案例 未来卫星遥感中衍射与干涉技术的发展趋势
雷达遥感中的衍射与干涉技术
雷达遥感技术利用电磁波探测地表和地表下物质特性，实现地形地貌、资源环境等领域的监测和测量。
衍射在成像技术中的应用：利用衍射原理设计超分辨成像镜头，提高成像分辨率 和清晰度
超分辨成像技术
简介：超分辨成像技术利用光的 衍射原理，突破了光学衍射极限， 实现了高分辨率成像。
应用领域：在生物医学、安全监 控、高精度测量等领域有广泛应 用。
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技术原理：通过精心设计的掩膜和光 学系统，控制光的衍射和干涉，从而 在成像中获得更高的空间分辨率。
光的衍射和干涉的异同
光的衍射和干涉的异同
光的衍射和干涉是光学中的重要现象，它们都涉及到光的波动性质，但也有一些明显的不同之处。
相同之处：
1.衍射和干涉都是光的波动性的表现。
在这两种现象中，光被视为一种波，它可以像水波
一样传播并受到障碍物的干扰。
2.衍射和干涉都需要特定的实验装置或条件来实现。
例如，在干涉实验中，通常需要分束
器、反射镜和干涉仪等设备；而在衍射实验中，可能需要狭缝、透镜或衍射光栅等。
不同之处：
1.产生原因不同：衍射是由于光波在传播过程中遇到障碍物或孔洞时发生的弯曲或绕射现
象；而干涉则是由于两束或多束相干光波的叠加而产生的加强或减弱的现象。
2.表现形式不同：衍射通常表现为光斑的扩大或缩小，以及在障碍物边缘产生的明暗相间
的条纹；干涉则表现为明暗相间的干涉条纹或彩色条纹，通常出现在两束相干光波的叠加区域。
3.应用不同：衍射在日常生活和科学实验中有着广泛的应用，如全息摄影、光学测距等；
干涉则在精密测量、光学仪器和激光技术等领域有重要应用，如干涉仪、激光干涉仪等。
4.对光源的要求不同：衍射实验中对光源的相干性要求相对较低，普通光源如白炽灯或日
光灯即可实现；而干涉实验中则需要较高相干性的光源，如激光或经过适当处理的单色光等。
综上所述，光的衍射和干涉虽然都是光的波动性的表现，但它们产生的原因、表现形式、应用以及对光源的要求等方面存在明显的差异。
了解这些异同点有助于更好地理解这两种现象的本质和应用。
光的衍射与干涉在光学仪器中的应用
光的衍射与干涉在光学仪器中的应用光学仪器是一类基于光的特性和现象进行测量、分析和处理的科学工具。
其中，光的衍射与干涉是光学仪器中常用且重要的原理和技术。
本文将介绍光的衍射与干涉在光学仪器中的应用，并分析其原理和特点。
一、光的衍射在光学仪器中的应用光的衍射是指光线通过一个或多个狭缝、孔径、边缘等物体时发生偏离原来直线传播方向并呈现出一系列明暗相间的环形光斑的现象。
这种现象可以用来制作衍射光栅、干涉仪、显微镜等光学仪器。
以下是一些光学仪器中常用的衍射原理及其应用：1. 衍射光栅衍射光栅是以衍射原理制作的光栅，它由一系列平行狭缝或其他形状的光栅构成。
当入射光通过衍射光栅时，会发生衍射现象，光束会按一定的角度分散出去，形成一组明暗相间的光谱。
衍射光栅可用于光谱分析仪、光谱仪和光谱仪器中对光波长的测量和分析。
2. 衍射显微镜衍射显微镜利用衍射现象来增强显微镜的分辨能力。
通过在显微镜的光路中引入一系列透镜和衍射光栅等光学元件，使得显微镜的分辨极限可以接近光的衍射极限。
衍射显微镜可以观察到细胞、细菌等微观结构，有助于生物学和医学研究。
3. 衍射雷达衍射雷达是一种基于衍射原理的雷达技术。
它利用地面、建筑物、山脉等物体对雷达信号的衍射效应进行目标探测与成像。
与传统的反射雷达相比，衍射雷达可以在目标背后进行探测，提高了雷达的侦察与监测能力。
二、光的干涉在光学仪器中的应用光的干涉是指两个或多个光波在相遇时形成明暗交替的干涉条纹的现象。
干涉可以分为两种类型：光的自相干干涉和光的外相干干涉。
下面介绍几种常见的光学仪器中应用的干涉原理及其特点：1. 干涉仪干涉仪是一种利用光的干涉现象测量和分析光的性质的仪器。
其中，迈克尔逊干涉仪和马赫-曾德干涉仪是最常见的两种干涉仪。
它们利用光的分波、反射和干涉效应，可以用于测量光的强度、相位差、折射率和长度等物理量。
2. 散斑干涉散斑干涉是利用透镜和干涉玻璃等光学元件，使入射光通过散斑屏后发生干涉现象，形成一系列暗纹和亮纹的干涉条纹。
光的干涉和衍射的应用干涉仪和光纤通信的原理
光的干涉和衍射的应用干涉仪和光纤通信的原理光的干涉和衍射的应用——干涉仪和光纤通信的原理光的干涉和衍射是光学中的重要现象，具有广泛的应用。
本文将介绍干涉仪和光纤通信的原理，并探讨它们在现代科技中的应用。
一、干涉仪的原理和应用干涉仪利用光的干涉现象，通过光程差的调节来形成干涉条纹。
常见的干涉仪有迈克尔逊干涉仪和杨氏双缝干涉仪。
迈克尔逊干涉仪由光源、分束器、反射镜和接收器组成。
光源发出的光被分束器分成两束，分别经过两个路径与反射镜发生反射后再次汇聚到接收器上。
在反射镜上产生的光程差会影响到干涉条纹的形成和位置。
迈克尔逊干涉仪可以用于测量长度、折射率、介电常数等物理量。
杨氏双缝干涉仪由一条狭缝和两个相距一定距离的细缝组成。
光通过狭缝时发生衍射，形成衍射光的干涉。
干涉条纹的间距和位置与光的波长和双缝间距有关。
杨氏双缝干涉仪广泛应用于物质表面的形貌测量、精密加工等领域。
二、光纤通信的原理和应用光纤通信是一种利用光信号传输数据的通信技术。
它基于光的衍射和干涉现象以及光纤的传输特性。
光纤通信的原理是利用光在光纤中的传输特性。
光信号经过编码后由光源发出，并经过调制器调制成特定的光信号。
这些信号经过传输光纤时发生衍射和干涉，最后到达接收器。
接收器将光信号解码并转化为电信号，再经过传输介质传输至目标终端。
光纤通信具有多种应用。
首先，它具有高带宽和低损耗的特性，使得大容量的信息可以通过光纤进行高速传输。
其次，光纤通信可以实现远距离传输和长时间稳定性，广泛应用于长途通信、海底通信等领域。
此外，光纤通信还可以用于数据中心、电视传输、医疗设备等领域，为人们提供了高速、稳定的信息传输方式。
总结起来，光的干涉和衍射现象在干涉仪和光纤通信中得到了应用。
干涉仪通过光的干涉现象实现对物理量的测量；而光纤通信则利用光的衍射和干涉现象以及光纤的传输特性实现高速、稳定的信息传输。
这两个领域的技术应用为现代科技的发展做出了重要贡献，并在各个领域都有着广泛的应用前景。
基于光学设计软件的相移点衍射干涉仪建模
ｂ ｓ ｄ ｏ ｅ ｓ ｄ ｓｇ ｏ ｗａ ｅ ａ ｅ ｎ ｌｎ ｅ ｉｎ ｓ ｆ ｔ ｒ
ＺＨＡＮＧ ａ． ｌ Ｈ ｉＴ ０ ａ
（ ｈ ｎ ｃｕ ｎｔｕｅ ｆＯ ｔｓＦｎ ｃａ ｉ ｎ ｈ ｓ ｓ Ｃ ａ ｇｈ ｎＩｓｔｔ ｏ ｐｉ ， ｉｅ ｈ ｎ ｓ ｄＰ ｙｉ ， ｉ ｃ Ｍｅ ｃａ ｃ
ｗｏｋ ｎ ｒｎ ｉ ｌ ｆｔｅ ＰＳ Ｄ１ｗａ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ａ ｄ ｉ ａ ｕ ｉ ｇ ｅｒ ｒ ｒ ｎ ｌｚ ｄ．Ｏｎ ｔｅ ｂ ｓｓｏ ｅ ｌｎ ｒ ｉ ｇ ｐ ｃ ｐｅ ｏ Ｐ ｓｉ ｔｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｍｅ ｓ ｒｎ ｒｏ ｓｗｅ ｅａ ａｙ ｅ ｉ ｈ ｓ ｈ ａ ｉ ｆｔ ｅ ｓ ｈ ｄ ｓｇ ｏ ｗａ ｅ ａ ｎ ｍｅ ｓ ｆｗａ ｅ，ａ ｔｓ ｄ ｌｆ ｒｔ ｅ ＰＳ Ｄ１ｗａ ｓａ ｌｓ ｅ ｅ ｉｎ ｓ ｆ ｒ ｎｄ ａ ｉ ｈｏ ｏ ｔ ｔ ｒ ｅ ｔｍｏ ｅ ｏ ｈ Ｐ ｓ ｅ ｔｂ ｉｈ ｄ．Ｂｙ ｕ ｉ ｇ ｔ ｅ ｔｓ ｄ ｌ ｓｎ ｈ ｅ ｔｍｏ ｅ ，
ｌ ｙ，ｆｒａｇ ｖ ｎ １ ｉ ｏ ，ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｓｕ ｅ ｏｇ ｎ ｒ ｔ ｗｏ ｇ ｏ ｐｓｏ ｓｅ ｈａ ｅ ｉｔ ｒ ｒ ｍｓｗｉｈ ａ ｓ ｍｍ ｅｒ— ｏ ｉｅ ｌＴ ｒ ｈ ｄ ｌｗａ ｓ ｄ ｔ ｅ ｅ ａ ｅｔ ｒｕ ｆ１ ｔｐ ｐ ｓ ｎｅ ｇ ａ ｔ ｙ ＴＩ ３・ ｔｉ
波动光学的现象与应用衍射光栅干涉仪和光的全反射
波动光学的现象与应用衍射光栅干涉仪和光的全反射波动光学的现象与应用：衍射光栅、干涉仪和光的全反射波动光学是研究光的传播和相互作用的一门学科，它涉及到许多重要的现象和应用。
本文将重点介绍波动光学中的三个重要主题：衍射光栅、干涉仪以及光的全反射。
一、衍射光栅衍射光栅是一种利用光的衍射现象来进行光谱分析和测量的仪器。
它由一系列均匀分布的平行缝隙或凹槽构成，光通过衍射光栅时会发生衍射现象，形成干涉条纹。
这些条纹可以用来确定入射光的波长和光强。
衍射光栅的应用十分广泛。
例如，在光谱分析领域，利用衍射光栅可以将入射光分解成不同波长的光谱，并用于元素分析、荧光测量等方面。
此外，在激光技术中，衍射光栅也被用作激光束整形和频谱调制的重要元件。
二、干涉仪干涉仪是一种利用光的干涉现象测量物体表面形貌、薄膜厚度等物理量的仪器。
最常见的干涉仪有马赫-曾得干涉仪和迈克尔逊干涉仪。
马赫-曾得干涉仪利用光的干涉现象和信号叠加原理，可以实现对光的相位差进行精确测量。
它在光学显微镜中的应用广泛，可以用于观察和测量微小的形貌差异。
迈克尔逊干涉仪则是一种常用的干涉仪，它通过将光分成两束并在半透明镜上进行叠加，形成干涉条纹。
迈克尔逊干涉仪可用于测量长度、折射率等物理量，并被广泛应用于测量科学、光学仪器校准等领域。
三、光的全反射全反射是光沿界面从光密介质到光疏介质传播时的一种现象。
当入射角超过临界角时，光不再折射而发生全反射。
这种现象在光纤通信和光导器件中起着重要作用。
光纤通信利用光的全反射特性，光可以在光纤内部沿着光轴进行传输，并且几乎不发生能量损失。
光纤通信具有传输速度快、带宽大、抗干扰性强等优点，广泛应用于长距离通信和互联网传输。
除了光纤通信，光的全反射还被用于光导器件中的能量传输和信息传输。
例如，光导激光器和光波导调制器等器件都利用了光在光导材料内发生全反射的特性，实现光的激发和控制。
总结：波动光学的现象与应用广泛而重要。
衍射光栅、干涉仪和光的全反射作为其中三个重要主题，分别在光谱分析、测量科学和光通信等领域发挥着重要的作用。
移相式点衍射干涉仪的几个关键技术
第28卷第4期增刊2007年4月仪器仪表学报Chinese Journal of Scientific Instr umentVol 128No 14Apr 12007移相式点衍射干涉仪的几个关键技术3刘景峰1,2,李艳秋1,刘 克1,2(1 中国科学院电工研究所 北京 100083;2 中国科学院研究生院 北京 100049)摘 要:极紫外光刻技术作为下一代光刻技术的最佳候选技术,为了得到衍射极限的分辨率,光学系统的RMS 波像差应小于其工作波长的1/14,约为1nm ,这对检测技术提出了前所未有的要求。
本文以应用于极紫外光刻光学系统波像差检测中的移相式点衍射干涉仪为基础,对干涉仪中几个关键技术进行了讨论,并给出了相应的解决方法。
关键词:极紫外光刻;波像差;移相式点衍射干涉仪Technical pr oblems in pha se 2shif ting point diff ract ion inter fer ometerLiu Ji ngfeng 1,2,Li Y anqi u 1,Li u K e 1,2(1 Institute of E lectr ica l Engineeri ng ,Chinese Aca demy of Sciences(Bei er tiao 6,z hong gua n cun ,Beij ing 100083,China;2 Gra duate school of the Chinese Aca demy of Sciences ,Bei jng 100049,China )Abstract :Ext reme ult raviolet li t hograp hy (EU VL )t ec hni que is one of t he most promi si ng ca ndidat e next 2G eneration li t hograp hy technologies ,i n order to achie ve diffraction 2li mi ted performa nce ,t he allowabl e wave 2f ro nt error of t he optical system m ust be le ss t ha n one fourteent h of it s work wavelengt h ,viz.1nm RMS ,whic h lies an unprecedent ed c hall enge on optical t est ing.The paper ul tilized t he phase 2shift ing poi nt diffrac 2t ion interf eromete r ,which was de si gned and const ruct ed for t he p urpose of developing wavef ront mea sure 2ment technology wit h t he e xposure wavelengt h of t he projection opt ic s of EU V li t hograp hy syst ems.The pa 2per di sc ussed t he ke y t echniques and present ed t he solving met hods i n detail.K ey w or ds :EUV lit hography ;wavef ront error ;p hase 2shifti ng point diffract ion i nt erferomet er 3基金项目863I 装备专项和6计划(3B 6)资助项目1 引 言极紫外光刻(EUVL)[1]技术是建立在传统光学光刻基础上的下一代光刻技术,它最大限度地继承了目前光学光刻的发展成果。
点衍射干涉仪中小孔衍射波面误差分析
２仿真计算和分析
如图１为点衍射干涉仪（ＰＤＩ）的基本原理。氦 氖激光器产生的短相干长度激光经物镜聚焦在小孔 后发生衍射，产生近似球面的衍射波面。其中一部 分作为参考球面波ｗ１，一部分作为照明光Ｗ２（或 称检测波）照射待检球面，反射后携带了待检球面面 形信息的Ｗ３又经小孑Ｌ处反射镜反射后（Ｗ４）与参 考球面波Ｗ１发生干涉，干涉条纹由ＣＣＤ相机接 收，然后输入到计算机进行分析［４］。
ｄｏｉ：１０．３７８８／Ａ０￥２００８２８１２．２３２１
Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｗａｖｅｆｒｏｎｔ Ｅｒｒｏｒ ｉｎ Ｐｏｉｎｔ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ
Ｍａ Ｑｉａｎ９１·２ Ｌｉｕ Ｗｅｉｑｉｌ Ｌｉ Ｘｉａｎｇｂ０１’２ Ｋａｎｇ Ｙｕｓｉｌ，２ Ｗｅｉ Ｚｈｏｎｇｌｕｎｌ
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２ Ｇｒａｄｕａｔｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００３９，Ｃｈｉｎａ
Ｊ
Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅ ｄｉａｍｅｔｅｒ ｏｆ ｐｉｎｈｏｌｅ ｏｒ ｆｉｂｅｒ ｉＳ ａ ｃｒｉｔｉｃａｌ ｅｌｅｍｅｎｔ ｔｈａｔ ａｆｆｅｃｔｓ ｔｈｅ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｏｆ ｐｏｉｎｔ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ（ＰＤＩ）．Ｔｈｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｐｅｒｔｕｒｅ ｉＳ ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ ｂｙ ｖａｒｉａｔｉｏｎａｌ ａｃｃｕｒａｃｙ ｏｆ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ．
Ｅｖｖ＝（如一驴Ｐ）Ａ／（２７ｃ），
（１）
式中如，如分别为Ｑ，Ｐ处的相位。这样，衍射波面
偏离球面的误差ＰＶ的计算就转化为衍射波面在两
个确定点的相位的计算。
点衍射干涉仪
干涉检测的基本原理干涉检测技术是以光波干涉原理为基础进行测量的一门技术,干涉检测是基于光波叠加原理，在干涉场中产生亮、暗交替的干涉条纹，通过分析处理干涉条纹获取被测量的有关信息。
当两束光亮度满足频率相同，振动方向相同以及相位差恒定的条件，两束光就会产生干涉现象。
常见的干涉仪有迈克尔逊干涉仪、斐索干涉、泰曼一格林干涉。
迈克尔逊干涉仪的原理为；G2是一面镀上半透半反膜，M1、M2为平面反射镜，M1是固定的，M2和G1精密丝相连，使其可以向前后移动，最小读数为10-4mm，可估计到10-5mm, M1和M2后各有几个小螺丝可调节其方位。
当M2和M1’严格平行时，M2会移动,表现为等倾干涉的圆环形条纹不断从中心“吐出”或向中心“吞进”。
两平面镜之间的“空气间隙”距离增大时，中心就会“吐出”一个个条纹；反之则“吞进”。
M2和M1’不严格平行时，则表现为等厚干涉条纹，在M2移动时，条纹不断移过视场中某一标记位置，M2平移距离 d 与条纹移动数 N的关系满足。
菲索干涉仪点衍射干涉仪的原理点衍射干涉仪的基本原理就是用小孔产生接近理想的波前作为参考波，与测量波面干涉，形成条纹，如图所示，当入射波一前经过会聚透镜时，会在小孔处形成一个弥散斑，小孔或者不透明圆盘的吸收膜片使其中一部分光线衍射产生参考球面波;另一部分光线直接透过小孔或者膜片，其波前形状不发生变化而振幅被膜片所衰减，这部分保持原来入射波前波形的光束作为测量光束，两束光在点衍射板的后方发生干涉形成干涉条纹。
与传统的干涉仪相比有以下的优点:(l)由于参考光波与被检光波是共光路的，所以受机械振动、空气扰动和温度变化等环境因素影响小;(2)系统结构简单，不容易产生杂散光，便于操作;(3)在点衍射干涉仪中，不需要标准镜，因此测量结果不受标准镜头加工精度的限制，这就为达到高精度的光学球面检测提供了非常广阔的前景。
不足：其自身的结构的特点决定了获取干涉图的局限性，例如移相技术引入难度高，倾斜和离焦量调整不易，小孔高精度对准难。
光的衍射与干涉
光的衍射与干涉光的衍射与干涉是光学中重要的现象，它们揭示了光的波动性质和粒子性质。
本文将讨论光的衍射和干涉的概念、原理和应用。
一、光的衍射光的衍射是光线遇到障碍物或通过狭缝时发生偏折现象。
它可以用赫歇尔原理来解释，即波的每一个点都可以被看作是发射次波的波源。
当光线通过一个小孔或狭缝时，每一个点作为次波源发出的波会沿着不同的方向传播，最终形成波纹，即衍射现象。
光的衍射具有以下特点：1. 衍射现象的发生需要光传播波长和障碍物尺寸或狭缝宽度处于同一个数量级，通常需要狭缝尺寸小于光的波长。
2. 衍射会导致光的弯曲和扩展，使得光的传播范围扩大。
3. 衍射模式的形状取决于光源和障碍物或狭缝的几何形状。
光的衍射在生活中有广泛的应用，如衍射光栅被用于光谱仪、显微镜和激光等设备中。
此外，衍射还可以用来测量物体的大小和形状，以及评估透明薄膜的厚度。
二、光的干涉光的干涉是指两个或多个光波相互作用时产生的干涉现象。
干涉可以是构造性的，即波峰与波峰相遇，导致干涉条纹的增强；也可以是破坏性的，即波峰与波谷相遇，导致干涉条纹的减弱甚至消失。
光的干涉具有以下特点：1. 干涉现象的发生需要光两个波源之间存在相位差。
相位差可以通过路径差来计算，即两个波到达某一点的路径长度之差。
2. 干涉可以是自然的，即光两个波源本身发出的光相互干涉；也可以是人为的，如用干涉仪产生的干涉现象。
干涉在光学中有广泛的应用。
例如，干涉仪可以用来测量光的波长、检测物体的形变和厚度变化等。
干涉也被应用于光学显微镜、激光干涉仪等设备中。
三、光的衍射与干涉的关系光的衍射和干涉虽然是两个不同的现象，但它们都能够反映光的波动性质。
在某些情况下，衍射和干涉可以同时发生。
当光通过一个狭缝时，会发生衍射现象。
如果狭缝足够窄，使得光的波长远大于狭缝尺寸，那么狭缝产生的衍射波将呈现出一系列明暗相间的干涉条纹，这就是衍射与干涉的共同效应。
这种现象称为单缝衍射，通过单缝衍射实验可以很好地解释光的波动性质。
光的干涉和衍射的实验
光的干涉和衍射的实验光的干涉和衍射是光学中重要的实验现象。
在这篇文章中，我们将介绍光的干涉和衍射的实验原理、实验装置和实验结果。
一、实验原理光的干涉是指两个或多个光波相遇时产生的干涉现象。
干涉可以分为构造干涉和破坏干涉两种。
构造干涉是指光波相遇形成强光强的区域，而破坏干涉则是指形成弱光强的区域。
光的衍射是指光波经过一个开口或者绕过一个物体后出现的衍射现象。
衍射可以通过狭缝衍射和物体衍射来实现。
二、实验装置1. 干涉仪：干涉仪是进行干涉实验的主要装置，一般由光源、分光装置、光束分束器、光程差调节器、干涉屏和接收屏组成。
2. 双缝干涉实验装置：双缝干涉实验装置是用来观察干涉现象的常见装置。
它由光源、双缝装置、凸透镜和荧光屏组成。
3. 单缝衍射实验装置：单缝衍射实验装置是用来观察衍射现象的常见装置。
它由光源、单缝装置、凸透镜和荧光屏组成。
三、实验步骤1. 干涉实验a. 准备干涉仪装置，调节光源和分光装置使光线稳定和分束。
b. 调节光程差调节器，使得两束光波的光程差相等。
c. 在干涉屏上观察干涉条纹的出现情况。
2. 双缝干涉实验a. 准备双缝干涉装置，调节光源和双缝装置使光线稳定和通过缝隙。
b. 调节凸透镜的位置和焦距，观察荧光屏上的干涉条纹。
3. 单缝衍射实验a. 准备单缝衍射装置，调节光源和单缝装置使光线稳定通过缝隙。
b. 调节凸透镜的位置和焦距，观察荧光屏上的衍射图样。
四、实验结果通过上述实验装置进行光的干涉和衍射实验后，我们可以观察到干涉条纹或衍射图样，从而验证干涉和衍射现象的实验结果。
实验结果的分析和讨论有助于我们深入理解光的波动性质，并且在实际应用中具有重要意义。
例如在光学领域，干涉和衍射技术广泛应用于干涉仪、衍射光栅、激光和光波导等方面。
结论光的干涉和衍射实验是研究光波特性的重要实验现象之一。
通过实验装置的搭建和实验步骤的完成，我们可以观察到干涉和衍射的现象及其对应的实验结果。
这些实验结果在光学研究和应用中具有重要意义。
光的衍射与干涉的应用
光的衍射与干涉的应用光的衍射与干涉是光学中重要的现象，它们不仅在科学研究中有着广泛的应用，也在日常生活和工业领域中发挥着重要的作用。
本文将从理论上介绍光的衍射与干涉的基本原理，并探讨它们在实际应用中的应用。
一、光的衍射衍射是光通过障碍物或物体的缝隙时发生的一种现象。
当光线通过一个尺寸较小的孔或通过由许多尺寸较小的孔构成的物体时，光线会发生弯曲和偏折，从而在屏幕上形成一系列明暗相间的条纹。
光的衍射可以应用于显微镜、望远镜等光学仪器中。
例如，显微镜通过物体上的微小结构的衍射现象，可以放大被观察物体的细节，方便科学家对生物细胞、组织等进行观察和研究。
二、光的干涉干涉是指两束或多束光波相互叠加产生的一种现象。
当两束相干光波同时照射到同一位置时，它们会产生干涉现象，使得光的亮度增强或减弱。
干涉现象可以通过干涉条纹的形成来观察和研究。
干涉现象在激光干涉测量中得到了广泛的应用。
利用激光的相干性和干涉条纹的特点，可以对物体的形状、表面的平整度等进行精确的测量。
激光干涉仪被广泛应用于机械制造、光学加工等领域，帮助提高产品的质量和精度。
三、应用案例除了显微镜和激光干涉仪外，光的衍射与干涉还有许多其他重要的应用。
以下是几个相关领域的案例示例：1. 光栅：光栅是一种特殊的光学元件，通过光的衍射现象，可以将入射的光波分解成不同的频率成分。
光栅在光谱仪、激光打印机等设备中得到广泛应用。
2. 珍珠光：珍珠光即镀膜干涉光，是通过在物体表面镀膜产生的干涉现象形成的五颜六色的光。
珍珠光被应用于珠宝、服装和装饰品等行业中，创造独特的视觉效果。
3. 光学薄膜：利用干涉和衍射现象，可以制备具有特殊光学性质的薄膜材料。
光学薄膜在光学镜片、滤光片、显示器等设备中得到广泛应用。
4. 全息术：全息术是一种利用光的干涉原理记录并再现三维物体的技术。
全息术在全息照相、全息显微镜等领域中有着重要的应用。
总结：光的衍射与干涉在科学研究和实际应用中都发挥着重要的作用。
光的干涉与衍射器件应用
光的干涉与衍射器件应用光的干涉与衍射是光学中重要的现象，它们的应用在现代科学和技术中起着不可替代的作用。
干涉与衍射器件是基于光的干涉与衍射现象设计制造的光学元件，用于实现光的操控和调控。
本文将介绍光的干涉与衍射器件的原理和常见的应用。
一、光的干涉器件光的干涉是指两束或多束光相互叠加形成干涉图样的现象。
利用光的干涉，可以实现光的分波、干涉条纹的测量以及光学信息的传输等。
以下是几种常见的光的干涉器件。
1. Young双缝干涉仪Young双缝干涉仪是由Thomas Young首次提出的，它由两个平行的狭缝和一个屏幕组成。
当光通过两个缝隙后，形成的两束光会产生干涉现象，形成明暗条纹。
Young双缝干涉仪广泛应用于光的波长测量、相干光源的生成以及衍射光栅的研究等领域。
2. Michelson干涉仪Michelson干涉仪是由Albert A. Michelson发明的精密干涉仪。
它由一个半透镜、一个使用可移动平台的分束器和一个反射器组成。
Michelson干涉仪可以用于测量长度、折射率、厚度等物理量的精确测量，广泛应用于实验室和科学研究中。
二、光的衍射器件光的衍射是指光通过孔径或物体边缘时发生偏折和干涉的现象。
光的衍射可以用于光的分析、成像和光学信息的提取等领域。
以下是几种常见的光的衍射器件。
1. 单缝衍射器单缝衍射器是由一个狭缝组成的器件。
当光通过狭缝时，光波会发生衍射现象，产生一系列干涉条纹。
单缝衍射器广泛应用于光的波长测量、衍射成像以及光学信息处理等领域。
2. 衍射光栅衍射光栅是一种周期性有序的衍射器件，由一系列平行且间隔相等的透明或不透明条纹组成。
光通过衍射光栅后，会经历干涉和衍射现象，形成精细的光谱和干涉条纹。
衍射光栅广泛应用于光谱分析、光学仪器和激光器等光学器件中。
三、光的干涉与衍射器件的应用光的干涉与衍射器件在众多领域中发挥着重要作用，下面将介绍一些常见的应用。
1. 激光干涉仪激光干涉仪是利用激光的干涉现象进行精密测量的仪器。
光的干涉和衍射的应用光的干涉和衍射在光学仪器中的应用
光的干涉和衍射的应用光的干涉和衍射在光学仪器中的应用光的干涉和衍射是光学领域中重要的现象，也是许多光学仪器中常用的原理。
在本文中，将探讨光的干涉和衍射在光学仪器应用中的具体情况。
1. 光的干涉应用：光的干涉是指两个或多个光波相遇并产生干涉现象的过程。
其中一种应用是在干涉仪中测量光的相位差。
例如，马赫-曾德尔干涉仪能精确测量光的相位差，用于制造高精度光学元件和波前调节系统。
另外，光的干涉还广泛应用于非破坏性材料测试中。
例如，通过使用干涉纹图来检测材料的缺陷和应力分布，可以实现对材料强度和质量的评估。
此外，干涉仪还可用于制造衬底平整度测量装置、薄膜厚度测量装置等。
2. 光的衍射应用：光的衍射是指光波遇到绕射孔或细缝时发生弯曲现象的过程。
光的衍射在光学仪器中有许多重要应用，其中之一就是光栅。
光栅是一种具有定期排列的光透过或光阻挡区域的光学元件。
光栅的应用十分广泛，例如在光谱仪中，光栅可以将不同波长的光分散为不同的角度，从而实现光谱的测量和分析。
此外，光的衍射也在显微镜中得到应用。
通过调整光源的条件和显微镜的装置，可以实现衍射显微镜，使得观察到的样本细节更加清晰。
3. 光的干涉和衍射在干涉仪器中的应用：光的干涉和衍射在干涉仪器中有着广泛的应用。
一种常见的仪器是迈克尔逊干涉仪。
迈克尔逊干涉仪是一种基于光波的干涉测量装置。
它通常由半透镜、光源、分束器、透镜和干涉平台组成。
通过将光波分成两个路径，并在干涉平台上重新叠加，通过干涉现象来测量其中一个路径上的相位差。
迈克尔逊干涉仪在许多应用中被使用，例如测量长度、折射率、薄膜的厚度等。
它具有测量精度高、测量范围广的特点。
总结：光的干涉和衍射在光学仪器中的应用是多种多样的。
无论是干涉仪的相位测量、非破坏性材料测试还是光栅、衍射显微镜等的应用，光的干涉和衍射均发挥了重要的作用。
这些应用不仅帮助我们理解光的性质，还为光学领域的发展提供了强有力的工具和技术基础。
然而，正因为光学仪器中的应用涉及到复杂的光学原理和精密的设计，所以在实际操作中需要高度的技术要求和仪器的精确校准。
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(a)
(b)
Fig. 2
三、误差分析
在实际工作申 3 希望能用同一张全息图检测不同的透镜。这样3 在更换透镜时有可能使
通过被检测透镜的光速不能准确地聚焦在原来制做全息图时所用的针孔的位置上，即产生
几何位置误差。这种误差将影响干涉图的条纹分布。几何位置误差可以分为: 1. 横向位置
(1)
式中 d 为针孔到准直透镜 Lι的距离， ø 是干涉图形在位移方向上的坐标，如果被测的是理
1132
2. 纵向位置误差
光学学报
6 卷
纵向位置误差是由于被视.tl 透镜的焦点和原针孔之间有一微小纵向位移引起的 3 所以这 种误差也称离焦误差。假定位移为缸，由其所引起的附加光程差为
OPD2 →恼与
〈中国科 学萌 长春光学精密机械研究所〉
提要
一、引
4血
二、原理
器 BS 分为物光束和参考光束.物光束经反射
镜且[1 反射后入射到被刷透镜 La 上 J 然后聚焦
在其焦面上的针孔 P 上。针孔大小的选择要 保证小于被测透镜所对应的爱里 (Airy ; 斑。所 以 p 虽然从被测透镜透射的波面带有像 圭 p 但是
制作全息图时所用透镜的相对孔径，就没有必要重新制作全息图。这样可大大地简化仪器
的操作J 使它不仅可从用于实验室的检测工作，也可以用于光学加工中的检测。特别是对于
显微物镜的检测来讲，传统的方法需要附加一个 Dyson 系统即J 这不仅使调整复杂化3 而且
. Dyson 系统中的各球面反射镜的缺陷将严重影响测量结果，如果用点衍射干涉仪检测，由
12 期
点衍射全息干涉仪
1133
于系统的固有像差 p 而横向和纵向位移则属于可变化的调整状态误差，此外 3 参考光束照明
方向的微小改变也属于调整状态误差。通常把它称为引入的倾斜量。不同调整状态下的干
涉图形虽然不同J 但所反映的被测系统的固有像差却是相同的。事实上，为了判读方僵以及 用离焦束平衡像差，常常有意引入一定量的倾斜(或横向位置误差)和离焦。
ZHOU 耳目TANZHI .A.ND ((Jhangchun I，.，titt品te
Lu ZHENWU
April 1986)
01 Opt凶
mad
Fine Mechanic8 , AcademiCl Sínica)
(RooeivedБайду номын сангаас13 February
1986; 四世时 1
Abstract This paper describes a. new
1ero皿eter. interferometer-pOin也-d.iffraction
holographic
in也er-
In this interferometer, a colli皿 ated bea皿 fro皿 a He-Ne laser is divided .nto beams (reference and objeot beams) by a beam spU挝盯 the lens 切 be tested is placed in the
通过以上分析可知 p 调整状态不同所带来的误差原则上不会影响被测系统的像差结果.
尤其在数字干涉仪中用多项式拟合干涉图形，可以很方便地把所得结果中的调整状态项去
掉而保留实际的像差，
图 4(α〉是某透镜的干涉图J 透镜光轴和系统光轴重合p 干涉图反映了球差 3 离焦和倾斜
量;图 4(功的干涉图产生于同一透镜，只是透镜光轴与干涉系统光轴有一倾角 J 所以，干涉
如果被测透镜的光轴与系统光轴有一倾角 3 这时的干涉图将反映出轴上像差和轴外像
差的总合。轴外像差的大小与透镜的参数以及倾角有关。和轴上像差一样p 轴外像差对于 一定的倾角来讲 p 其大小也是固定的。如果把干涉图反映的量分为干涉仪调整状态误差和
被测系统的固有误差的话，那么被测系统轴上像差和由于光轴的倾斜而引入的轴外像差属
经过针孔滤波后，将衍射出理想的球面波.在
针孔后面放置一透镜把理想球面波准直，使其
与经过反射镜 Ma 反射的平面参考波一起投射
到全息干板上。曝光后 p 经过实时纯 理 3 就 完成
了全息图的制作过程。
为了进行透镜的像差检测 y 取下针孔咒再 Fig. 1
次用物光和参考光同时照明全息图.注意，现
19Si 年 4 月 1 曰
(2)
式中 α 为光线和光轴的夹角，对于理想透镜，干涉图为不等距的同心圆 p 类似于牛顿环。图
3(α) 是一标准透镜形成的干涉图 3 整个干涉场的亮度几乎没有变化;图 3(b) 是该透镜有→
微小横向位移的于涉图 z 图 3(σ) 是带有纵向位移的干涉图。
(a)
(b)
(c)
Fig. S
3. 被WlIJ 透镜光轴的倾斜误差
M也erferograms with 也he 阳皿 e
rustribution are formed
in 也 he obj回古 and
referenoe is an
beams behind the hologram. It is known by
illdi怕也iOD of 由e
theoriti咽1
analysis of a.
原电路返回。为了提高测量精度 p 这个反射球面镜必须精度很高 p 否则 3 球面反射镜本身的
像差将直接影响测量结果。用点衍射全息干涉仪检测透镜不存在这种误差。所以 p 就透镜 的检测而言p 它优于泰曼干涉仪。如果用一个较大的相对孔径的透镜和一个小于这个透镜
爱里斑的针孔制作点衍射全息干涉图 3 那么对于任意被测透镜，只要它的相对孔径不大于
6u
卷 m
光学学报
ACTA
OPT工CA
γ。t.
6, 1\0.12
且月
方法的研究也异常活跃，已成为干涉术的一项重要内容。从传统的泰曼一格林干涉仪∞和菲
索于涉仪回到后来发展起来的各种横向剪切干涉仪阳和径向剪切干涉仪E岳. ~J 虽然有其各自
的优点 p 并在不同类型的光学系统以及光学元件的检测中发挥着作用。但是 p 也存在着各自
T
19 8 6 年 2 月 13 日 i 收到锋在南同期
12 期
点衍射全息干涉仪
1131
在的物光没有经过针孔滤波，于是带有像差。由全息学原理m可知 3 参考光束将在原物光束 方向上衍射出原来的理想球面波 3 这个球面波和未经滤波的被测波面产生干涉得到代表其 像差分布的干涉图样。显然3 点衍射全息干涉仪的基本原理与点衍射干涉仪原理相同。所
that 也is
aoorration of the lens under 如此 The principle of this 凹的hod is basioally 由。由me
as 古hat
point-difi'rac缸ons
interferomeoor. Bnt in the case of a pøint diffraotion interferometer, adjustment is 、rery djfIì cult becau~e it uses a glass pla也e with a highly abgorbing layer and a very smal1 hole on it and one can not ÍÌnd i也S posi古ion easily. While if our method is us ed. there is nO more adju的me亘古 diffionl古y provided 血时也he replaoo皿en北 isωrrect.
囱除了包括球差、离焦和倾斜外 J 又增加了轴外像差3 显然 p 从图 4(α) 与图 4(b) 比较p 可以明
显看出，该轴外像差为彗差。
(0)
<b)
Fig.
4
四、应用
和泰曼-格林干涉图一样p 点衍射全息干涉仪产生的干涉图直接代表被测波面的像差，
但用泰曼干涉仪检测透镜3 必须附加一个球面反射镜3 使被测透镜透射的光束经过它后能按
0 bject bea皿 with
a pinhole at its focal point; another lens is placed outgoing beam and a holographic
plate 坦 placed
behind the pinholt to
collima右。 the
a t the position where 也he refersnoo and obj四t bea皿s are over lapped. The pinhole is .s ma11 compared wi由也he Åiry disc of 也he lens. After 也e h()logram is pro四S如d ， it 坦
误差; 2. 纵向位置误差; 3. 被测透镜光轴和于涉系统光铀的倾斜误差。下面分别分析它们
对干涉图形分布的影响。
1. 横向位置误差
横向位置误差是由于被测透镜的光轴相对于干涉系统的光轴有-个横向位移所引起
的。假定位移为 Ôl) 则在位移方向上的附加光程差为
OPD1 - δ1 乞
想透镜3 则形成杨民干涉条纹，
光
1134
学
学
报
6 卷
、
于采用透射直接测量 y 不需要 Dyson 系统p 因而不存在这类误差。总之』这种干涉仪本身或
经过某些局部改进可适应于各种类型的光学系统和光学元件的像差的检测。
参考文献
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