CN102620680A - 一种三平面绝对测量光学面形的检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种三平面绝对测量光学面形的检测装置及方法，激光器发射的光经过空间滤波器、分光镜、准直光学组件、第一夹持架上平面后产生参考光，第一夹持架上的平面和第二夹持架上的平面产生干涉，干涉光经光路返回后经过分光镜再由聚光镜组收集到CCD探测器接收。移相器用来产生移相。转台用来控制第二夹持架上的平面旋转。通过计算机控制插入转像组件可以用来产生第一夹持架上的平面和第二夹持架上的平面不同维度方向的检测结果，再通过第二夹持架上的平面的旋转来解出平面的绝对面形，在原有的三平面测量的奇偶函数法的基础上，解决了奇奇函数求取的问题，同时减少了求取高频分量所需的测量次数。

Description

一种三平面绝对测量光学面形的检测装置及方法

技术领域

本发明属于光学检测技术领域，涉及一种三平面绝对测量光学面形的检测装置及方法。

背景技术

高精度干涉仪表面测量变得越来越重要，不但在传统的光学制造领域，而且在像光盘面或者半导体晶体面这样的新领域。面形峰谷值PV在亚纳米范围的检测精度要求越来越多。随着现代工业和科学技术的飞速发展，特别是近代大规模集成电路技术的不断提高，对系统的精度要求日益提高。在光刻系统中，越来越短的波长要求我们使用更高精度的光刻物镜。在这之前我们需要更高精度的检测技术来满足加工及系统集成的需要。光学面形高精度检测技术是极大规模集成电路及成套设备制造工艺中关键技术之一。在高精度移相干涉仪中，主要测量参考面和待测面的相位差，测量结果既有待测面的面形误差，又有参考面的误差。移相干涉测量法的测量重复性精度非常高，但是测量的精度受限于参考面的精度。如果参考面的误差可以移除，整个干涉仪的测量精度就可以有较大提高。绝对测量方法就是在这种背景下提出的，通过在移相干涉法的基础上增加一定的操作，来移除参考面的误差，从而达到提高测量精度的目的。

最著名的绝对测量方法是三平面法，通过平面互检，旋转的方式，将三个平面的面形解出来。Schulz和Schwider描述了三平面互检绝对平面测量法这种精确的干涉方式，在这种传统的三平面方式中，平面是成对比较的。通过旋转平面，沿着一些平面直径的方向的面形偏差可以求出。具有更多平面测量和更多旋转的方法也紧接着被提出。这些方法都包含了大量的最小二乘计算。skip-test这种测量方式可以测试比干涉仪的孔径更大的平面，Ritchty-Common方式与这种方式类似，可以测量具有发散球面光束的面。由于数据简化的问题，这些方法都没有被广泛的使用。同时这些方法中有的使用了反函数，Zernike多项式和坐标变换来提取全孔径数据。自然地，匹配Zernike多项式限制了测量结果的带宽。通过测量平面旋转两个不同的角度，Kuchel设计了一种在Ritchey-Common测量方法基础上获得高分辨率数据的方法。

从轮廓测量到全孔径测量，在经典的三平面法的基础上衍生了许多方法。一种方法是旋转其中一个平面，通过增加角度旋转后的数据来解出面形结果，另一种方法是使用4步测量来匹配波前，通过求解Zerinke系数来解出面形。Chiayu Ai设计了一种基于对称性的测量方式。Mack结合了具有对称性原理四方位角测量位置的方法，这种方法可以匹配Zernike算法来分离到5θ项的平面或者球面的非旋转对称误差。Kuchel设计了一种通过将两个平面放入干涉仪中，通过选择不同的入射角来产生不同的角度测量结果，进而求出面形的方法。

美国亚利桑那大学的Chiayu Ai和James C.Wyant提出了采用奇偶函数法的面形绝对测量技术，这种方法不包含最小二乘计算，大大的简化了计算量。通过将面形分解为奇偶函数的方法同样可以用面形检测常用的zernike多项式来证明。

传统的六步绝对测量平面检测技术，如图9示出传统的六步绝对测量方法装置，其中包括一个激光光源1a，一个准直光学系统3a、4a，一个半透半反镜2a，第一待测平面的正面5a，一个PZT移相器6产生移相，第二待测平面的正面7a，一个会聚光学系统8a，一个CCD9a，一个计算机10a。

检测方法如图10示出传统的六步绝对测量方法测量步骤，具体如下：

(1)测量第一待测平面和第二待测平面的正面的光程差.

(2)将第一待测平面沿初始位置旋转180度，测量第一待测平面正面和第二待测平面的正面的光程差。

(3)将第一待测平面沿初始位置旋转90度，测量第一待测平面正面和第二待测平面的正面的光程差。

(4)将第一待测平面沿初始位置旋转45度，测量第一待测平面正面和第二待测平面的正面的光程差。

(5)用第三待测平面代替第二待测平面的位置，测量第一待测平面正面和第三待测平面的正面的光程差。

(6)用第二待测平面代替第一待测平面的位置，测量第二待测平面正面和第三待测平面的正面得光程差。

根据测量结果计算出第一待测平面，第二待测平面，第三待测平面。

在高精度移相干涉仪中，主要测量参考面和待测面的相位差，测量结果既有待测面的面形误差，又有参考面的误差。移相干涉测量法的测量重复性精度非常高，但是测量的精度受限于参考面的精度。如果参考面的误差可以移除，整个干涉仪的测量精度就可以有较大提高。绝对测量就可以在测量过程中移除参考面的误差。传统技术由于主要对第一待测平面进行旋转。第一待测平面旋转了180°，90°，45°，其中180°旋转可以求出奇偶、偶奇项，90°，45°旋转主要用于逼近求取奇奇分量，而如果需要求取更多的奇奇分量，就需要增加角度旋转，传统方法不能够完全求出奇奇分量。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种三平面绝对测量光学面形的检测装置及方法，以实现在检测过程中实现绝对标定，同时可以求取奇偶函数绝对测量法中的奇奇函数的全部分量。

为达成所述目的，本发明提供一种使用光学面形检测装置的光学面形的检测方法，所述检测方法是面形的绝对测量法，使用由激光器、空间滤波器、分光镜、第一准直光学组件，第二准直光学组件、第一夹持架、移相器、转像组件、第二夹持架、转台、聚光镜、CCD探测器、计算机组成的检测装置，对三个待测平面镜需要测量的待测平面分别设定为第一平面、第二平面和第三平面；采用三平面互检的方式，把三个平面的面形误差同时测量出来，把斐索干涉仪参考面位置的面形误差同时测量出来，用于提高测量精度；利用步骤S1至步骤S4为第一待测平面镜和第二待测平面镜互检；利用步骤S5是第一待测平面镜和第三待测平面镜互检，利用步骤S6是第二待测平面镜和第三待测平面镜互检；具体检测步骤如下：

步骤S1：第一待测平镜面放在第一夹持架上，第二待测平面镜放在第二夹持架上，第二平面对着第一平面；在第一平面和第二平面上标记此时，第一平面和第二平面x，y轴方向的位置信息，激光器发射的光经过空间滤波器滤波后的照明光，照明光透射过分光镜并照射到两个准直光学组件，两个准直光学组件对照明光束进行准直，准直光束照射到第一平面上反射形成参考光，准直光束透射过第一平面并照射到第二平面上反射形成测试光，参考光和测试光发生干涉形成干涉条纹，干涉条纹经过聚光镜会聚到CCD探测器上形成干涉图案，CCD探测器记录后经由计算机存储并处理，通过移相器进行移相后记录不同的干涉图，干涉图经计算机做数据处理后解出光程差信息为：

M₁＝A^x+B

其中A^x表示第一平面沿y轴方向、x轴反转后的面形信息；B表示第二平面的面形信息；第一平面和第二平面为坐标x，y的函数为A＝A(x，y)、B＝B(x，y)；M₁表示第一次干涉测量的第一平面和第二平面的光程差；设定第二平面x轴方向为正方向，设定第二平面的y轴方向为正方向，第一平面面对第二平面放置时，第一平面相当于沿y轴方向、x轴反转为A^x＝A(-x，y)；

步骤S2：接着用计算机控制转台将第二平面从步骤S1在第二夹持架上所在的位置顺时针旋转180度，第一平面位置保持不变，这时测量第一平面和第二平面的光程差；

M₂＝A^x+B^180°，

式中B^180°表示第二平面顺时针旋转180°后的面形信息，A^x表示第一平面沿y轴方向，x轴反转后的面形信息；M₂表示第二平面旋转180度以后与第一平面发生干涉后的光程差；此时设定与步骤S1具有相同的第二平面的x轴的方向为正方向和第二平面的y轴的方向为正方向，所以第一平面相当于沿y轴方向x轴的反转表示为A^x＝A(-x，y)；

步骤S3：将第二平面从步骤S2的位置逆时针旋转180°至步骤S1时的位置；第一平面位置保持不变；用计算机控制转像组件插入到第一夹持架和第二夹持架之间；第二平面的x轴垂直于转像组件的光轴截面，y轴平行于转像组件的光轴截面；测量第一平面和第二平面的光程差；激光器发射的光经过空间滤波器，经过滤波后的照明光经过一个分光镜，照明光透射过分光镜照射到两个准直光学组件，两个准直光学组件对照明光束进行准直，准直后的光束照射到第一平面上反射形成参考光，准直后的光束透射过第一平面和转像组件照射到第二平面上反射形成测试光，参考光和测试光发生干涉形成干涉条纹，干涉条纹经过聚光镜会聚到CCD探测器上形成干涉图案，CCD探测器记录后经由计算机存储并处理，通过移相器进行移相后记录不同的干涉图，干涉图经计算机数据处理后解出光程差信息为：

M₃＝A^x+B^x

式中B^x表示第二平面沿y轴方向，x轴反转后的面形信息，A^x表示第一平面沿y轴方向，x轴反转后的面形信息；M₃表示第二平面沿y轴方向、x轴反转后与第一平面发生干涉后的光程差；此时设定与步骤S1具有相同的第二平面的x轴的方向为正方向和第二平面的y轴的方向为正方向，所以第一平面相当于沿y轴方向、x轴的反转表示为A^x＝A(-x，y)；转像组件利用镜像原理使光线出射面的像的光轴相对于光线入射面的物的光轴旋转，用于生成第一平面的x轴方向和第二平面的x轴方向一致时干涉测量结果；

步骤S4：第一平面位置保持不变；用计算机控制转像组件旋转；使第二平面的y轴垂直于转像组件的光轴截面，x轴平行于转像组件的光轴截面；测量第一平面和第二平面的光程差；

M₄＝A^x+B^y

式中B^y表示第二平面沿x轴方向，y轴反转后的面形信息，A^x表示第一平面沿y轴方向，x轴反转后的面形信息；M₄表示第二平面沿x轴方向、y轴反转后与第一平面发生干涉后的光程差；此时设定与步骤S1具有相同的第二平面的x轴方向为正方向和第二平面的y轴的方向为正方向，所以第一平面相当于沿y轴方向x轴的反转表示为A^x＝A(-x，y)；转像组件利用镜像原理使光线出射面的像的光轴相对于光线入射面的物的光轴旋转，用于生成第二平面y轴与第一平面的y轴方向一致干涉测量结果；

步骤S5：用计算机控制转像组件从第一夹持架和第二夹持架之间移出；将第二待测平面镜从第二夹持架上取下，将第三待测平面镜放置在第二夹持架位置，使第一平面对着第三平面；测量第一平面和第三平面的光程差；

M₅＝A^x+C

其中A^x表示第一平面沿y轴方向，x轴反转后的面形信息，C表示第三平面的面形信息；第一平面和第三平面为坐标x，y的函数为A＝A(x，y)，C＝C(x，y)；M₅表示干涉仪测量的第一平面和第三平面的光程差；此时设定第三平面x轴的方向为正方向、第三平面y轴的方向为正方向，所以第一平面相当于沿y轴方向x轴的反转表示为A^x＝A(-x，y)；

步骤S6：将第一待测平面镜从第一夹持架上取下，将第二待测平面镜放置在第一夹持架；使第二平面对着第三平面；测量第二平面和第三平面的光程差；

M₆＝B^x+C

其中B^y表示第二平面沿x轴方向，y轴反转后的面形信息，C表示第三平面的面形信息；第二平面和第三平面为坐标x，y的函数，B＝B(x，y)，C＝C(x，y)；M₆表示干涉仪测量的第二平面和第三平面的光程差；此时设定与步骤S5具有相同的第三平面x轴的方向为正方向和第三平面y轴的方向为正方向，所以第二平面相当于沿y轴方向x轴的反转表示为B^x＝B(-x，y)；

步骤S7：根据记录的光程差信息M₁，M₂，M₃，M₄，M₅，M₆使用计算机解出第一平面、第二平面、第三平面面形信息。

为达成所述目的，本发明提供一种三平面绝对测量光学面形的检测装置，所述检测装置用于对第一待测平面镜、第二待测平面镜及第三待测平面镜的光学面形进行检测，具体包括：激光器、空间滤波器、分光镜、第一准直光学组件，第二准直光学组件、第一夹持架、移相器、转像组件、第二夹持架、转台、聚光镜、CCD探测器和计算机，其中：

激光器、空间滤波器、分光镜、第一准直光学组件、第二准直光学组件、第一夹持架、转像组件、第二夹持架、转台的中心在同一光轴上；

在激光器的出光口处与分光镜之间放置空间滤波器，激光器，用于发出激光作为照明光；空间滤波器，用于过滤激光器发出的照明光；分光镜，用于将过滤的照明光透射、将第一夹持架上的待测平面反射的参考光和第二夹持架上的待测平面反射的测试光再反射；

在分光镜与第二准直光学组件之间放置第一准直光学组件，第一准直光学组件和第二准直光学组件的镜面分别垂直于光轴，准直光学组件、第二准直光学组件，用于将分光镜透射的照明光生成准直光；

第一夹持架和第二夹持架，分别用于夹持三个待测平面镜；三个待测平面镜为：第一待测平面镜的待测平面为第一平面，第二待测平面镜的待测平面为第二平面，第三待测平面镜的待测平面为第三平面；第一平面、第二平面、第三平面分别记为正面；使第一平面对着第二平面；

在第二准直光学组件与第二夹持架之间放置第一夹持架和转像组件；第一夹持架上的待测平面镜的待测平面将准直光反射产生参考波；准直光透过第一夹持架上的待测平面镜的待测平面和转像组件并照射到第二夹持架上的待测平面镜的待测平面上并反射形成测试光，使参考波和测试光在空间发生干涉并形成干涉条纹区域；

计算机的控制接口与转像组件的驱动单元连接，用于控制转台和转像组件旋转，控制转像组件插入到第一夹持架与第二夹持架之间，利用镜像原理使转像组件的出射面的像的光轴相对于转像组件的入射面的物的光轴旋转，用于对第一待测平面镜的第一平面和第二待测平面镜的第二平面生成不同维度方向的干涉图结果；设定光线射入转像组件的面为入射面，设定光线射出转像组件的面为出射面；

转台与第二夹持架固定连接，用于控制第二夹持架的转动；

聚光镜的中心点对准分光镜的中心点，且聚光镜的中心点与分光镜的中心点之间的连线与光轴垂直，聚光镜的平面与光轴平行；聚光镜，将第一夹持架上的待测平面反射的参考光和第二夹持架上的待测平面反射的测试光在空间发生干涉形成干涉条纹投射到CCD探测器上，利用CCD探测器收集第一平面和第二平面产生的干涉图，形成并记录干涉图案；同时利用计算机控制转台和转像组件生成第一平面和第二平面不同情况下的干涉图；

移相器，与第一夹持架相连，由计算机控制第一夹持架的移动，使移相器产生移相后形成干涉图；

将第二待测平面镜从第二夹持架上取下，将第三待测平面镜放置在第二夹持架上，使第一平面对着第三平面；利用CCD探测器收集到第一平面和第三平面产生的干涉图；

将第一待测平面镜从第一夹持架上取下，将第二待测平面镜放置在第一夹持架上；使第二平面对着第三平面；利用CCD探测器收集到第二平面和第三平面产生的干涉图；

计算机的数据端与CCD探测器的数据接收端连接，计算机存储并处理CCD探测器记录的干涉图案，获取第一平面、第二平面和第三平面两两干涉测量的光程差，计算机根据第一平面、第二平面和第三平面两两干涉测量的光程差信息求出第一平面、第二平面、第三平面的面形信息。

本发明的有益效果：通过加入转像组件，使待测平面的光轴旋转，产生第一平面和第二平面不同轴向对应的干涉测量结果，这种测量方法，可以准确的求出面形的奇奇分量，而不需要通过更多的旋转来逼近求解奇奇分量。转像组件的加入减少了传统测量中旋转多次求出奇奇分量的缺陷，同时比以前旋转多次求取更加精确，转像组件旋转后测出的结果代入算法可以求出奇奇函数的全部分量，提高了面形的检测精度，同时不需要增加更多旋转的情况下求取了奇奇函数的高阶分量。同时转像组件和转台直需要一次180°旋转，可以选取更简单的组件，不需要传统测量的复杂的转台，节约了装置成本。滤波孔的加入提高了照明光的均匀性，从而提高了干涉条纹的分辨率。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图；

图2为本发明不含转像组件的装置的结构示意图；

图3为本发明光学面形的检测方法过程；

图4为本发明光学面形的检测方法过程流程图；

图5待测平面镜的待测平面示意图；

图6第一平面和第二平面发生干涉示意图；

图7增加转像组件后第一平面和第二平面x方向一致时发生干涉示意图；

图8转像组件旋转后第二平面沿x轴方向，y轴反转后与第一平面的干涉测量结果示意图；

图9为传统的六步绝对测量方法的装置；

图10为传统的六步绝对测量方法测量步骤；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

如图1表示本发明装置的结构示意图，所述检测装置用于对第一待测平面镜、第二待测平面镜及第三待测平面镜的光学面形进行检测，具体包括：激光器1、空间滤波器2、分光镜3、第一准直光学组件4，第二准直光学组件5、第一夹持架6、移相器7、转像组件8、第二夹持架9、转台10、聚光镜11、CCD探测器12和计算机13，其中：

激光器1、空间滤波器2、分光镜3、第一准直光学组件4、第二准直光学组件5、第一夹持架6、转像组件8、第二夹持架9、转台10的中心在同一光轴上；

在激光器1的出光口处与分光镜3之间放置空间滤波器2，激光器1，用于发出激光作为照明光；空间滤波器2，用于过滤激光器1发出的照明光；分光镜3，用于将过滤的照明光透射、将第一夹持架6上的待测平面反射的参考光和第二夹持架9上的待测平面反射的测试光再反射；

在分光镜3与第二准直光学组件5之间放置第一准直光学组件4，第一准直光学组件4和第二准直光学组件5的镜面分别垂直于光轴，准直光学组件4、第二准直光学组件5，用于将分光镜3透射的照明光生成准直光；

第一夹持架6和第二夹持架9，分别用于夹持三个待测平面镜；三个待测平面镜为：第一待测平面镜的待测平面为第一平面，第二待测平面镜的待测平面为第二平面，第三待测平面镜的待测平面为第三平面；第一平面、第二平面、第三平面分别记为正面；使第一平面对着第二平面；

在第二准直光学组件5与第二夹持架9之间放置第一夹持架6和转像组件8；第一夹持架6上的待测平面镜的待测平面将准直光反射产生参考波；准直光透过第一夹持架6上待测平面镜的待测平面和转像组件8并照射到第二夹持架9上待测平面镜的待测平面上并反射形成测试光，使参考波和测试光在空间发生干涉并形成干涉条纹区域；

计算机13的控制接口与转像组件8的驱动单元连接，用于控制转台和转像组件8旋转，控制转像组件8插入到第一夹持架6与第二夹持架9之间，利用镜像原理使转像组件8的出射面的像的光轴相对于转像组件8的入射面的物的光轴旋转，用于对第一待测平面镜的第一平面和第二待测平面镜的第二平面生成不同维度方向的干涉图结果；设定光线射入转像组件8的面为入射面，设定光线射出转像组件8的面为出射面；

转台10与第二夹持架9固定连接，用于控制第二夹持架9的转动；

聚光镜11的中心点对准分光镜3的中心点，且聚光镜11的中心点与分光镜3的中心点之间的连线与光轴垂直，聚光镜11的平面与光轴平行；聚光镜11，将第一夹持架6上的待测平面反射的参考光和第二夹持架9上的待测平面反射的测试光在空间发生干涉形成干涉条纹投射到CCD探测器12上，利用CCD探测器收集第一平面和第二平面产生的干涉图，形成并记录干涉图案；同时利用计算机控制转台和转像组件生成第一平面和第二平面不同情况下的干涉图；

移相器7，与第一夹持架6相连，由计算机12控制第一夹持架6的移动，使移相器7产生移相后形成干涉图；

将第二待测平面镜从第二夹持架9上取下，将第三待测平面镜放置在第二夹持架9上，使第一平面对着第三平面；利用CCD探测器12收集到第一平面和第三平面产生的干涉图；

将第一待测平面镜从第一夹持架6上取下，将第二待测平面镜放置在第一夹持架6上；使第二平面对着第三平面；利用CCD探测器12收集到第二平面和第三平面产生的干涉图；

计算机13的数据端与CCD探测器12的数据接收端连接，计算机13存储并处理CCD探测器12记录的干涉图案，获取第一平面、第二平面和第三平面两两干涉测量的光程差，计算机13根据第一平面、第二平面和第三平面两两干涉测量的光程差信息求出第一平面、第二平面、第三平面的面形信息。

所述激光器1是可见光光源，或是紫外光光源，或是深紫外光光源，或是极紫外光的单色光源。

所述空间滤波器2是小孔，或是镀膜的小孔，或是过滤杂散光的光学装置。

所述分光镜3用棱镜镀膜制作，或用平面镜镀膜来实现光线的光束一半发生透射，一半发生反射。

所述转像组件8，用于使转像组件入射面的光轴发生旋转，是用棱镜，或是用平面镜组合实现。

所述第一夹持架6和第二夹持架9是多维调整架，所述多维调整架是五维调整架，或是六维调整架。

所述转台10是电动转台，或是机械转台，或是能使第二夹持架9旋转180度的的装置。

在步骤S1，S2，S5，S6时采用图2所示不含转像组件的的测量装置，这时可以用计算机13控制将转像组件8自动移出两个夹持架中间的本发明的测量状态。装置激光器1发射的光经过空间滤波器2，经过滤波后的照明光经过一个分光镜3，照明光透射过分光镜3照射到准直光学组件4、5，准直光学组件4，5对照明光束进行准直，准直后的光束照射到第一夹持架6上的待测平面上反射形成参考光，准直后的光束透射过第一夹持架6上的待测平面照射到第二夹持架8上的待测平面上反射形成测试光，参考光和测试光发生干涉形成干涉条纹，干涉条纹经过聚光镜11会聚到CCD探测器12上形成干涉图案，CCD探测器12记录后经由计算机13存储并处理，通过移相器7进行移相后记录不同的干涉图，干涉图经数据处理后解出光程差信息。

在测量步骤S3、S4时采用图1所示的测量装置，这时可以用计算机13控制将转像组件8自动插入两个夹持架中间。装置激光器1发射的光经过空间滤波器2，经过滤波后的照明光经过一个分光镜3，照明光透射过分光镜3照射到准直光学组件4、5，准直光学组件4、5对照明光束进行准直，准直后的光束照射到第一平面上反射形成参考光，准直后的光束透射过第一平面和转像组件8照射到第二平面上反射形成测试光，参考光和测试光发生干涉形成干涉条纹，干涉条纹经过聚光镜11会聚到CCD探测器12上形成干涉图案，CCD探测器12记录后经由计算机13存储并处理，通过移相器7进行移相后记录不同的干涉图，干涉图经数据处理后解出光程差信息。

图3示出本发明光学面形的检测过程，图4示出本发明光学面形的检测方法过程流程图，本发明光学面形的检测方法具体步骤如下：

所述检测方法是面形的绝对测量法，使用包括：激光器1、空间滤波器2、分光镜3、第一准直光学组件4，第二准直光学组件5、第一夹持架6、移相器7、转像组件8、第二夹持架9、转台10、聚光镜11、CCD探测器12、计算机13检测装置，如图5示出，对三个待测平面镜需要测量的待测平面分别设定为第一平面、第二平面和第三平面；采用三平面互检的方式，把三个平面的面形误差同时测量出来，把斐索干涉仪参考面位置的面形误差同时测量出来，用于提高测量精度；步骤S1至步骤S4为第一待测平面镜和第二待测平面镜互检；步骤S5是第一待测平面镜和第三待测平面镜互检，步骤S6是第二待测平面镜和第三待测平面镜互检；具体检测步骤如下：

步骤S1：第一待测平镜面放在第一夹持架6上，第二待测平面镜放在第二夹持架9上，第二平面对着第一平面；在第一平面和第二平面上标记此时，第一平面和第二平面x，y轴方向的位置信息，激光器1发射的光经过空间滤波器2滤波后的照明光，照明光透射过分光镜3并照射到两个准直光学组件，两个准直光学组件对照明光束进行准直，准直光束照射到第一平面上反射形成参考光，准直光束透射过第一平面并照射到第二平面上反射形成测试光，参考光和测试光发生干涉形成干涉条纹，干涉条纹经过聚光镜11会聚到CCD探测器12上形成干涉图案，CCD探测器12记录后经由计算机13存储并处理，通过移相器7进行移相后记录不同的干涉图，干涉图经计算机13做数据处理后解出光程差信息为：

M₁＝A^x+B

其中A^x表示第一平面沿y轴方向、x轴反转后的面形信息；B表示第二平面的面形信息；第一平面和第二平面为坐标x，y的函数为A＝A(x，y)、B＝B(x，y)；M₁表示第一次干涉测量的第一平面和第二平面的光程差；如图6示出第一平面和第二平面发生干涉测量时第一平面和第二平面的相互位置关系。设定第二平面x轴方向为正方向，设定第二平面的y轴方向为正方向，第一平面面对第二平面放置时，第一平面相当于沿y轴方向、x轴反转为A^x＝A(-x，y)；

步骤S2：接着用计算机13控制转台10将第二平面从步骤S1在第二夹持架9上所在的位置顺时针旋转180度，第一平面位置保持不变，这时测量第一平面和第二平面的光程差；

M₂＝A^x+B^180°，

式中B^180°表示第二平面顺时针旋转180°后的面形信息，A^x表示第一平面沿y轴方向，x轴反转后的面形信息；M₂表示第二平面旋转180度以后与第一平面发生干涉后的光程差；此时设定与步骤S1具有相同的第二平面x轴的方向为正方向和第二平面y轴的方向为正方向，所以第一平面相当于沿y轴方向x轴的反转表示为A^x＝A(-x，y)；

步骤S3：将第二平面从步骤S2的位置逆时针旋转180°至步骤S1时的位置；第一平面位置保持不变；用计算机13控制转像组件8插入到第一夹持架6和第二夹持架9之间；第二平面的x轴垂直于转像组件的光轴截面，y轴平行于转像组件的光轴截面；测量第一平面和第二平面的光程差；激光器1发射的光经过空间滤波器2，经过滤波后的照明光经过一个分光镜3，照明光透射过分光镜3照射到两个准直光学组件4、5，两个准直光学组件4、5对照明光束进行准直，准直后的光束照射到第一平面上反射形成参考光，准直后的光束透射过第一平面和转像组件8照射到第二平面上反射形成测试光，参考光和测试光发生干涉形成干涉条纹，干涉条纹经过聚光镜11会聚到CCD探测器12上形成干涉图案，CCD探测器12记录后经由计算机13存储并处理，通过移相器7进行移相后记录不同的干涉图，干涉图经计算机13数据处理后解出光程差信息为：

M₃＝A^x+B^x

式中B^x表示第二平面沿y轴方向，x轴反转后的面形信息，A^x表示第一平面沿y轴方向，x轴反转后的面形信息；M₃表示第二平面沿y轴方向、x轴反转后与第一平面发生干涉后的光程差；此时设定与步骤S1具有相同的第二平面的x轴的方向为正方向和第二平面的y轴的方向为正方向，所以第一平面相当于沿y轴方向、x轴的反转表示为A^x＝A(-x，y)；转像组件8利用镜像原理使光线出射面的像的光轴相对于光线入射面的物的光轴旋转，用于生成第一平面的x轴方向和第二平面的x轴方向一致时干涉测量结果；如图7所示为增加转像组件后第一平面和第二平面x方向一致时发生干涉示意图；在图7中，X，Y，Z表示入射面的物的光轴的方向，X’，Y’，Z’表示出射面的像的光轴的方向，从图中可以看出，光线经过道威棱镜以后，光轴发生了旋转。

步骤S4：第一平面位置保持不变；用计算机13控制转像组件8旋转；使第二平面的y轴垂直于转像组件的光轴截面，x轴平行于转像组件的光轴截面；测量第一平面和第二平面的光程差；

M₄＝A^x+B^y

式中B^y表示第二平面沿x轴方向，y轴反转后的面形信息，A^x表示第一平面沿y轴方向，x轴反转后的面形信息；M₄表示第二平面沿x轴方向、y轴反转后与第一平面发生干涉后的光程差；此时设定与步骤S1具有相同的第二平面的x轴方向为正方向和第二平面的y轴的方向为正方向，所以第一平面相当于沿y轴方向x轴的反转表示为A^x＝A(-x，y)；转像组件利用镜像原理使光线出射面的像的光轴相对于光线入射面的物的光轴旋转，用于生成第二平面y轴与第一平面的y轴方向一致干涉测量结果；如图8所示转像组件旋转后第二平面沿x轴方向，y轴反转后与第一平面的干涉测量结果示意图；在图8中，X，Y，Z表示入射面的物的光轴的方向，X’，Y’，Z’表示出射面的像的光轴的方向，从图中可以看出，光线经过道威棱镜以后，光轴发生了旋转。

步骤S5：用计算机13控制转像组件8从第一夹持架6和第二夹持架9之间移出；将第二待测平面镜从第二夹持架9上取下，将第三待测平面镜放置在第二夹持架9位置，使第一平面对着第三平面；测量第一平面和第三平面的光程差；

M₅＝A^x+C

其中A^x表示第一平面沿y轴方向，x轴反转后的面形信息，C表示第三平面的面形信息；第一平面和第三平面为坐标x，y的函数为A＝A(x，y)，C＝C(x，y)；M₅表示干涉仪测量的第一平面和第三平面的光程差；此时设定第三平面x轴的方向为正方向、第三平面y轴的方向为正方向，所以第一平面相当于沿y轴方向x轴的反转表示为A^x＝A(-x，y)；

步骤S6：将第一待测平面镜从第一夹持架6上取下，将第二待测平面镜放置在第一夹持架6；使第二平面对着第三平面；测量第二平面和第三平面的光程差；

M₆＝B^x+C

其中B^y表示第二平面沿x轴方向，y轴反转后的面形信息，C表示第三平面的面形信息；第二平面和第三平面为坐标x，y的函数，B＝B(x，y)，C＝C(x，y)；M₆表示干涉仪测量的第二平面和第三平面的光程差；此时设定与步骤S5具有相同的第三平面x轴的方向为正方向和第三平面y轴的方向为正方向，所以第二平面相当于沿y轴方向x轴的反转表示为B^x＝B(-x，y)；

步骤S7：根据记录的光程差信息M₁，M₂，M₃，M₄，M₅，M₆使用计算机解出第一平面、第二平面、第三平面面形信息。

三平面绝对测量过程中，所述第一平面、第二平面、第三平面的面形A、B、C可以表示为：

A＝A_ee+A_oe+A_eo+A_oo

B＝B_ee+B_oe+B_eo+B_oo

C＝C_ee+C_oe+C_eo+C_oo

式中A_ee为第一平面的偶偶分量，A_oe为第一平面的奇偶分量，A_eo为第一平面的偶奇分量，A_oo为第一平面奇奇分量；B_ee为第二平面的偶偶分量，B_oe为第二平面的奇偶分量，B_eo为第二平面的偶奇分量，B_oo为第二平面奇奇分量；C_ee为第三平面的偶偶分量，C_oe为第三平面的奇偶分量，C_eo为第三平面的偶奇分量，C_oo为第三待测平面奇奇分量。

可以根据加入转像组件后的测量结果，解出第一平面、第二平面、第三平面的面形。

M₁＝A^x+B＝A_ee-A_oe+A_eo-A_oo+B_ee+B_oe+B_eo+B_oo；

M₂＝A^x+B^180°＝A_ee-A_oe+A_eo-A_oo+B_ee-B_oe-B_eo+B_oo；

M₃＝A^x+B^x＝A_ee-A_oe+A_eo-A_oo+B_ee-B_oe+B_eo-B_oo；

M₄＝A^x+B^y＝A_ee-A_oe+A_eo-A_oo+B_ee+B_oe-B_eo-B_oo；

M₅＝A^x+C＝A_ee-A_oe+A_eo-A_oo+C_ee+C_oe+C_eo+C_oo；

M₆＝B^x+C＝B_ee-B_oe+B_eo-B_oo+C_ee+C_oe+C_eo+C_oo；

根据以上结果，可以求出：

B_oe+B_eo＝(M₁-M₂)/2；

B_oe+B_oo＝(M₁-M₃)/2；

B_eo+B_oo＝(M₁-M₄)/2；

B_oo＝[(M₁-M₃)/2+(M₁-M₄)/2-(M₁-M₂)/2]/2；

A_ee-A_oo+B_ee+B_oo＝[M₁+(M₁)^180°]/2；

A_ee-A_oo+C_ee+C_oo＝[M₅+(M₅)^180°]/2；

B_ee-B_oo+C_ee+C_oo＝[M₆+(M₆)^180°]/2；

Bee＝{[M₁+(M₁)^180°]/2+[M₆+(M₆)^180°]/2-[M₅+(M₅)^180°]/2}/2；

B＝B_oe+B_eo+B_oo+B_ee＝(M₁-M₂)/2+[(M₁-M₃)/2+(M₁-M₄)/2-(M₁-M₂)/2]/2+{[M₁+(M₁)^180°]/2+[M₆+(M₆)^180°]/2-[M₅+(M₅)^180°]/2}/2；

＝[4M₁-M₂-M₃-M₄+(M₁)^180°+M₆+(M₆)^180°-M₅-(M₅)^180°]/4；

A＝M₃ ^x-B；

C＝M₆-B^x；

M₃表示第二平面沿y轴方向，x轴反转后与第一平面发生干涉后的光程差，M₃ ^x表示M₃测量结果沿y轴方向，x轴反转后的面形信息；

对于函数F(x，y)定义三个操作数[]^x、[]^θ和[]^y：

反转操作数为：[F(x，y)]^x＝F(-x，y)，[F(x，y)]^y＝F(x，-y)

旋转角度θ为：[F(x，y]^θ＝F(xcosθ-ysinθ，x sinθ+ycosθ)，

这样[F(x，y)]^180°＝F(-x，y)，并且应用操作数到方程：

[F(x，y)]^180°＝F_ee+F_oo-F_oe-F_eo，[F(x，y)]^x＝F_ee-F_oo-F_oe+F_eo，

[F(x，y)]^y＝F_ee-F_oo+F_oe-F_eo

F函数的操作定义，适用于第一平面，第二平面，第三平面，或者它们之间的组合，或者光程差信息M₁，M₂，M₃，M₄，M₅，M₆的组合。

F函数表示一个通用定义，例如，第一平面A可以适用于函数的操作数。

[A(x，y)]^x＝A(-x，y)，[A(x，y)]^y＝A(x，-y)

[A(x，y)]^θ＝A(xcosθ-ysinθ，xsinθ+ycosθ)

同理，第二平面，第三平面，或者它们的组合，或者光程差信息的组合，也可以入函数F(x，y)一样，适用于F函数的反转，角度旋转操作数。

以上所述，仅为本发明中的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可理解想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内，因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种三平面绝对测量的检测方法，其特征在于：所述检测方法是面形的绝对测量法，使用由激光器、空间滤波器、分光镜、第一准直光学组件，第二准直光学组件、第一夹持架、移相器、转像组件、第二夹持架、转台、聚光镜、CCD探测器、计算机组成的检测装置，对三个待测平面镜需要测量的待测平面分别设定为第一平面、第二平面和第三平面；采用三平面互检的方式，把三个平面的面形误差同时测量出来，把斐索干涉仪参考面位置的面形误差同时测量出来，用于提高测量精度；利用步骤S1至步骤S4为第一待测平面镜和第二待测平面镜互检；利用步骤S5是第一待测平面镜和第三待测平面镜互检，利用步骤S6是第二待测平面镜和第三待测平面镜互检；具体检测步骤如下：

步骤S1：第一待测平镜面放在第一夹持架上，第二待测平面镜放在第二夹持架上，第二平面对着第一平面；在第一平面和第二平面上标记此时，第一平面和第二平面x，y轴方向的位置信息，激光器发射的光经过空间滤波器滤波后的照明光，照明光透射过分光镜并照射到两个准直光学组件，两个准直光学组件对照明光束进行准直，准直光束照射到第一平面上反射形成参考光，准直光束透射过第一平面并照射到第二平面上反射形成测试光，参考光和测试光发生干涉形成干涉条纹，干涉条纹经过聚光镜会聚到CCD探测器上形成干涉图案，CCD探测器记录后经由计算机存储并处理，通过移相器进行移相后记录不同的干涉图，干涉图经计算机做数据处理后解出光程差信息为：

M₁＝A^x+B

其中A^x表示第一平面沿y轴方向、x轴反转后的面形信息；B表示第二平面的面形信息；第一平面和第二平面为坐标x，y的函数为A＝A(x，y)、B＝B(x，y)；M₁表示第一次干涉测量的第一平面和第二平面的光程差；设定第二平面的x轴方向为正方向，设定第二平面的y轴方向为正方向，第一平面面对第二平面放置时，第一平面相当于沿y轴方向、x轴反转为A^x＝A(-x，y)；

步骤S2：接着用计算机控制转台将第二平面从步骤S1在第二夹持架上所在的位置顺时针旋转180度，第一平面位置保持不变，这时测量第一平面和第二平面的光程差；

M₂＝A^x+B^180°，

式中B^180°表示第二平面顺时针旋转180°后的面形信息，A^x表示第一平面沿y轴方向，x轴反转后的面形信息；M₂表示第二平面旋转180度以后与第一平面发生干涉后的光程差；此时设定与步骤S1具有相同的第二平面的x轴方向为正方向和第二平面的y轴方向为正方向，所以第一平面相当于沿y轴方向x轴的反转表示为A^x＝A(-x，y)；

步骤S3：将第二平面从步骤S2的位置逆时针旋转180°至步骤S1时的位置；第一平面位置保持不变；用计算机控制转像组件插入到第一夹持架和第二夹持架之间；第二平面的x轴垂直于转像组件的光轴截面，y轴平行于转像组件的光轴截面；测量第一平面和第二平面的光程差；激光器发射的光经过空间滤波器，经过滤波后的照明光经过一个分光镜，照明光透射过分光镜照射到两个准直光学组件，两个准直光学组件对照明光束进行准直，准直后的光束照射到第一平面上反射形成参考光，准直后的光束透射过第一平面和转像组件照射到第二平面上反射形成测试光，参考光和测试光发生干涉形成干涉条纹，干涉条纹经过聚光镜会聚到CCD探测器上形成干涉图案，CCD探测器记录后经由计算机存储并处理，通过移相器进行移相后记录不同的干涉图，干涉图经计算机数据处理后解出光程差信息为：

M₃＝A^x+B^x

式中B^x表示第二平面沿y轴方向，x轴反转后的面形信息，A^x表示第一平面沿y轴方向，x轴反转后的面形信息；M₃表示第二平面沿y轴方向、x轴反转后与第一平面发生干涉后的光程差；此时设定与步骤S1具有相同的第二平面x轴的方向为正方向和第二平面的y轴方向为正方向，所以第一平面相当于沿y轴方向、x轴的反转表示为A^x＝A(-x，y)；转像组件利用镜像原理使光线出射面的像的光轴相对于光线入射面的物的光轴旋转，用于生成第一平面的x轴方向和第二平面的x轴方向一致时干涉测量结果；

步骤S4：第一平面位置保持不变；用计算机控制转像组件旋转；使第二平面的y轴垂直于转像组件的光轴截面，x轴平行于转像组件的光轴截面；测量第一平面和第二平面的光程差；

M₄＝A^x+B^y

式中B^y表示第二平面沿x轴方向，y轴反转后的面形信息，A^x表示第一平面沿y轴方向，x轴反转后的面形信息；M₄表示第二平面沿x轴方向、y轴反转后与第一平面发生干涉后的光程差；此时设定与步骤S1具有相同的第二平面x轴方向为正方向和第二平面的y轴方向为正方向，所以第一平面相当于沿y轴方向x轴的反转表示为A^x＝A(-x，y)；转像组件利用镜像原理使光线出射面的像的光轴相对于光线入射面的物的光轴旋转，用于生成第二平面y轴与第一平面的y轴方向一致干涉测量结果；

步骤S5：用计算机控制转像组件从第一夹持架和第二夹持架之间移出；将第二待测平面镜从第二夹持架上取下，将第三待测平面镜放置在第二夹持架位置，使第一平面对着第三平面；测量第一平面和第三平面的光程差；

M₅＝A^x+C

其中A^x表示第一平面沿y轴方向，x轴反转后的面形信息，C表示第三平面的面形信息；第一平面和第三平面为坐标x，y的函数为A＝A(x，y)，C＝C(x，y)；M₅表示干涉仪测量的第一平面和第三平面的光程差；此时设定第三平面x轴的方向为正方向、设定第三平面y轴的方向为正方向，所以第一平面相当于沿y轴方向x轴的反转表示为A^x＝A(-x，y)；

步骤S6：将第一待测平面镜从第一夹持架上取下，将第二待测平面镜放置在第一夹持架；使第二平面对着第三平面；测量第二平面和第三平面的光程差；

M₆＝B^x+C

其中B^y表示第二平面沿x轴方向，y轴反转后的面形信息，C表示第三平面的面形信息；第二平面和第三平面为坐标x，y的函数，B＝B(x，y)，C＝C(x，y)；M₆表示干涉仪测量的第二平面和第三平面的光程差；此时设定与步骤S5具有相同的第三平面x轴的方向为正方向、第三平面y轴的方向为正方向，所以第二平面相当于沿y轴方向x轴的反转表示为B^x＝B(-x，y)；

步骤S7：根据记录的光程差信息M₁，M₂，M₃，M₄，M₅，M₆使用计算机解出第一平面、第二平面、第三平面面形信息。

2.根据权利要求1所述光学面形的检测方法，其特征在于：所述第一平面、第二平面、第三平面的面形信息A、B、C表示为：

A＝A_ee+A_oe+A_eo+A_oo

B＝B_ee+B_oe+B_eo+B_oo

C＝C_ee+C_oe+C_eo+C_oo

式中A_ee为第一平面的偶偶分量，A_oe为第一平面的奇偶分量，A_eo为第一平面的偶奇分量，A_oo为第一平面奇奇分量；B_ee为第二平面的偶偶分量，B_oe为第二平面的奇偶分量，B_eo为第二平面的偶奇分量，B_oo为第二平面奇奇分量；C_ee为第三平面的偶偶分量，C_oe为第三平面的奇偶分量，C_eo为第三平面的偶奇分量，C_oo为第三平面奇奇分量。

3.根据权利要求2所述光学面形的检测方法，其特征在于：根据加入转像组件后的测量结果，解出第一平面、第二平面、第三平面的面形信息为：

M₁＝A^x+B＝A_ee-A_oe+A_eo-A_oo+B_ee+B_oe+B_eo+B_oo；

M₂＝A^x+B^180°＝A_ee-A_oe+A_eo-A_oo+B_ee-B_oe-B_eo+B_oo；

M₃＝A^x+B^x＝A_ee-A_oe+A_eo-A_oo+B_ee-B_oe+B_eo-B_oo；

M₄＝A^x+B^y＝A_ee-A_oe+A_eo-A_oo+B_ee+B_oe-B_eo-B_oo；

M₅＝A^x+C＝A_ee-A_oe+A_eo-A_oo+C_ee+C_oe+C_eo+C_oo；

M₆＝B^x+C＝B_ee-B_oe+B_eo-B_oo+C_ee+C_oe+C_eo+C_oo；

根据以上结果，求出：

B_oe+B_eo＝(M₁-M₂)/2；

B_oe+B_oo＝(M₁-M₃)/2；

B_eo+B_oo＝(M₁-M₄)/2；

B_oo＝[(M₁-M₃)/2+(M₁-M₄)/2-(M₁-M₂)/2]/2；

A_ee-A_oo+B_ee+B_oo＝[M₁+(M₁)^180°]/2；

A_ee-A_oo+C_ee+C_oo＝[M₅+(M₅)^180°]/2；

B_ee-B_oo+C_ee+C_oo＝[M₆+(M₆)^180°]/2；

Bee＝{[M₁+(M₁)^180°]/2+[M₆+(M₆)^180°]/2-[M₅+(M₅)^180°]/2}/2；

B＝B_oe+B_eo+B_oo+B_ee＝(M₁-M₂)/2+[(M₁-M₃)/2+(M₁-M₄)/2-(M₁-M₂)/2]/2+{[M₁+(M₁)^180°]/2+[M₆+(M₆)^180°]/2-[M₅+(M₅)^180°]/2}/2；

＝[4M₁-M₂-M₃-M₄+(M₁)^180°+M₆+(M₆)^180°-M₅-(M₅)^180°]/4；

A＝M₃ ^x-B；

C＝M₆-B^x；

对函数F(x，y)定义三个操作数[]^x、[]^θ和[]^y：

反转操作数为：[F(x，y)]^x＝F(-x，y)，[F(x，y)]^y＝F(x，-y)

旋转角度θ为：[F(x，y)]^θ＝F(xcosθ-ysinθ，x sinθ+ycosθ)，

这样[F(x，y)]^180°＝F(-x，y)，所以F(x，y)+G(-x，y)＝F(x，y)+[G(x，y)]^x，并且应用三个操作数到方程：

[F(x，y)]^180°＝F_ee+F_oo-F_oe-F_eo，[F(x，y)]^x＝F_ee-F_oo-F_oe+F_eo，

[F(x，y)]^y＝F_ee-F_oo+F_oe-F_eo

F函数的操作定义，适用于第一平面，第二平面，第三平面，或者它们之间的组合，或者光程差信息M₁，M₂，M₃，M₄，M₅，M₆的组合。

4.一种使用权利要求1所述检测方法的三平面绝对测量光学面形的检测装置，其特征在于，所述检测装置用于对第一待测平面镜、第二待测平面镜及第三待测平面镜的光学面形进行检测，具体包括：激光器、空间滤波器、分光镜、第一准直光学组件，第二准直光学组件、第一夹持架、移相器、转像组件、第二夹持架、转台、聚光镜、CCD探测器和计算机，其中：

激光器、空间滤波器、分光镜、第一准直光学组件、第二准直光学组件、第一夹持架、转像组件、第二夹持架、转台的中心在同一光轴上；

在激光器的出光口处与分光镜之间放置空间滤波器，激光器，用于发出激光作为照明光；空间滤波器，用于过滤激光器发出的照明光；分光镜，用于将过滤的照明光透射、将第一夹持架上的待测平面反射的参考光和第二夹持架上的待测平面反射的测试光再反射；

在分光镜与第二准直光学组件之间放置第一准直光学组件，第一准直光学组件和第二准直光学组件的镜面分别垂直于光轴，准直光学组件、第二准直光学组件，用于将分光镜透射的照明光生成准直光；

第一夹持架和第二夹持架，分别用于夹持三个待测平面镜；三个待测平面镜为：第一待测平面镜的待测平面为第一平面，第二待测平面镜的待测平面为第二平面，第三待测平面镜的待测平面为第三平面；第一平面、第二平面、第三平面分别记为正面；使第一平面对着第二平面；

在第二准直光学组件与第二夹持架之间放置第一夹持架和转像组件；第一夹持架上的待测平面镜的待测平面将准直光反射产生参考波；准直光透过第一夹持架上的待测平面镜的待测平面和转像组件并照射到第二夹持架上的待测平面镜的待测平面上并反射形成测试光，使参考波和测试光在空间发生干涉并形成干涉条纹区域；

计算机的控制接口与转像组件的驱动单元连接，用于控制转台和转像组件旋转，控制转像组件插入到第一夹持架与第二夹持架之间，利用镜像原理使转像组件的出射面的像的光轴相对于转像组件的入射面的物的光轴旋转，用于对第一待测平面镜的第一平面和第二待测平面镜的第二平面生成不同维度方向的干涉图结果；设定光线射入转像组件的面为入射面，设定光线射出转像组件的面为出射面；

转台与第二夹持架固定连接，用于控制第二夹持架的转动；

聚光镜的中心点对准分光镜的中心点，且聚光镜的中心点与分光镜的中心点之间的连线与光轴垂直，聚光镜的平面与光轴平行；聚光镜，将第一夹持架上的待测平面反射的参考光和第二夹持架上的待测平面反射的测试光在空间发生干涉形成干涉条纹投射到CCD探测器上，利用CCD探测器收集第一平面和第二平面产生的干涉图，形成并记录干涉图案；同时利用计算机控制转台和转像组件生成第一平面和第二平面不同情况下的干涉图；

移相器，与第一夹持架相连，由计算机控制第一夹持架的移动，使移相器产生移相后形成干涉图；

将第二待测平面镜从第二夹持架上取下，将第三待测平面镜放置在第二夹持架上，使第一平面对着第三平面；利用CCD探测器收集到第一平面和第三平面产生的干涉图；

将第一待测平面镜从第一夹持架上取下，将第二待测平面镜放置在第一夹持架上；使第二平面对着第三平面；利用CCD探测器收集到第二平面和第三平面产生的干涉图；

计算机的数据端与CCD探测器的数据接收端连接，计算机存储并处理CCD探测器记录的干涉图案，获取第一平面、第二平面和第三平面两两干涉测量的光程差，计算机根据第一平面、第二平面和第三平面的两两干涉测量的光程差信息求出第一平面、第二平面、第三平面的面形信息。

5.根据权利要求4所述的三平面绝对测量的检测装置，其特征在于：所述激光器是可见光光源，或是紫外光光源，或是深紫外光光源，或是极紫外光的单色光源。

6.根据权利要求4所述的三平面绝对测量的检测装置，其特征在于：所述分光镜用棱镜镀膜制作，或用平面镜镀膜来实现光线的光束一半发生透射，一半发生反射。

7.根据权利要求4所述的三平面绝对测量的检测装置，其特征在于：所述转像组件，用于使转像组件入射面的光轴发生旋转，是用棱镜，或是用平面镜组合实现。

8.根据权利要求4所述的三平面绝对测量的检测装置，其特征在于：所述第一夹持架和第二夹持架是多维调整架，所述多维调整架是五维调整架，或是六维调整架。

9.根据权利要求4所述的三平面绝对测量的检测装置，其特征在于：所述转台是电动转台，或是机械转台，或是能使第二夹持架旋转180度的装置。

10.根据权利要求4所述的三平面绝对测量的检测装置，其特征在于：所述空间滤波器是小孔，或是镀膜的小孔，或是过滤杂散光的光学装置。

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