CN117629056A - 一种多波长自适应干涉装置及其检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多波长自适应干涉装置及其检测方法，属于光学测量技术领域，设计了一种多波长自适应干涉装置，采用变形镜取代补偿器降低了干涉仪的检测成本；采用彩色偏振相机避免了环境误差、相移器误差及相机误差对检测精度的影响，提升了干涉仪的检测精度；并提出了一种多波长自适应干涉检测方法，通过引入三色激光光源和彩色偏振相机实现多波长干涉，通过引入变形镜实现了自适应干涉。本发明将多波长干涉技术、自适应干涉技术和彩色偏振相机结合，形成了适合自由曲面面形检测的大范围、高精度、低检测成本的光学检测技术，为自由曲面的光学检测提供了一种新的有力工具。

Description

一种多波长自适应干涉装置及其检测方法

技术领域

本发明属于光学测量的技术领域，具体涉及一种多波长自适应干涉装置及其检测方法。

背景技术

随着光学精密加工技术的发展，高精度光学检测技术也随之发展起来。自光学干涉技术发展以来，它以精度高、易操作等优点一直被当做光学检测技术的测量标准。然而，常规干涉仪的检测范围仅为λ/4，超出此范围，2π模糊问题将会影响测量结果，因此常规干涉仪不再适合极紫外光刻投影物镜等先进光学系统中自由曲面的检测。为了加工出高精度、高性能的自由曲面，就需要更高精度的检测手段。如何扩大检测范围的同时，保证检测精度是自由曲面检测亟待解决的问题。

为了充分利用干涉仪的高精度特性，一种在干涉仪中引入补偿器实现像差补偿的方法发展起来，但是每测试一个自由曲面，就需要设计一个相应的补偿器，极大地提高了加工及检测成本，虽然近年来打破了补偿器“一对一”的限制，实现了“一对多”的补偿检测，但是仍然存在补偿能力难以显著改善、可测范围相对较小、检测灵活性相对较差、造价高等缺陷。

为了节省检测成本，多波长干涉技术发展起来，它可以有限地提升检测范围，但仍然摆脱不了测量范围仅为λ/4的缺陷，只是波长λ变为等效波长。并且多波长干涉技术操作复杂，需要分别采集不同波长的一系列相移干涉图，环境误差、相移器误差及相机误差都会对检测精度产生极大的影响。

自适应干涉仪的发展，使得变形镜取代了补偿器，大大地降低了检测成本。传统自适应干涉仪通过驱动变形镜补偿像差，利用其他如哈特曼传感器等非干涉手段测量变形镜的波像差，最终求出自由曲面的面形信息。此方法的缺陷是变形镜波像差的测量过程中引入的误差会直接影响自由曲面的检测精度。另外，自适应干涉仪受变形镜变化范围的限制，检测范围依旧有限。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中的上述不足，提供一种多波长自适应干涉装置及其检测方法，以解决现有的干涉仪无法同时满足大范围、高精度、低检测成本的自由曲面检测的问题。

为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

第一方面，一种多波长自适应干涉装置，其包括第一激光器、第二激光器和第三激光器；第一激光器、第二激光器和第三激光器通过光纤耦合入光纤合束器；沿光纤合束器出射光传播路径上依次配置有偏振片、第一二分之一波片、扩束系统和第一分光棱镜；第一分光棱镜的反射路径的一侧上依次配置有第一四分之一波片和平面反射镜，反射路径的对立侧依次配置有第三分光棱镜、第三四分之一波片、成像镜头和彩色偏振相机；第一分光棱镜的透射路径上依次配置有偏振分光棱镜、第二四分之一波片和变形镜；偏振分光棱镜的反射路径上依次配置有第二分光棱镜、聚焦透镜和待测自由曲面。

进一步地，第二分光棱镜的反射路径上依次配置有第二二分之一波片和第三分光棱镜。

进一步地，第一激光器、第二激光器和第三激光器分别通过第一光纤、第二光纤和第三光纤耦合入光纤合束器；

第一四分之一波片、第二四分之一波片和第三四分之一波片的快轴方向与入射线偏振光的偏振方向成45度角。

第二方面，一种多波长自适应干涉检测方法，包括以下步骤：

S1、第一激光器、第二激光器、第三激光器分别发出R、G、B三色激光，R、G、B三色激光分别经第一光纤、第二光纤、第三光纤耦合入光纤合束器，光纤合束器将R、G、B三色激光耦合成一束光从第四光纤出射；

S2、出射光经偏振片透射线偏振光，调整第一二分之一波片快轴方向，使得线偏振光经第一二分之一波片透射p光，p光经扩束系统扩束，扩束光经第一分光棱镜分成两束光，即透射的p光和反射的p光，将透射的p光和反射的p光分别作为测试光和参考光；

S3、反射的p光第一次经过第一四分之一波片变为圆偏振光，圆偏振光经平面反射镜后，圆偏振光改变旋向，然后第二次经第一四分之一波片变为s光；

S4、透射的p光经偏振分光棱镜后全部透射，然后第一次经过第二四分之一波片变为圆偏振光，圆偏振光经变形镜反射改变圆偏振光旋向，第二次经过第二四分之一波片变为s光，s光经偏振分光棱镜反射，反射光经第二分光棱镜部分透射，经聚焦透镜聚焦照射待测自由曲面，经待测自由曲面反射后再次经聚焦透镜，经第二分光棱镜部分透射，然后经偏振分光棱镜反射，第三次经第二四分之一波片变为圆偏振光，经变形镜反射改变圆偏振光旋向，第四次经第二四分之一波片后测试光变为p光，经偏振分光棱镜全部透射；

S5、步骤S3中变为s光的参考光经第一分光棱镜部分透射，步骤S4中经偏振分光棱镜透射的仍为p光的测试光经第一分光棱镜部分反射，两束光经第三分光棱镜部分透射，然后经第三四分之一波片变为旋向相反的两束圆偏振光，再经成像镜头在彩色偏振相机上获得多波长干涉图；

S6、利用计算机结合随机并行梯度算法驱动变形镜补偿像差，使得待测自由曲面和变形镜的综合面形在干涉仪的测量范围内，彩色偏振相机采集到条纹稀疏的多波长干涉图；

S7、根据彩色偏振相机采集的R、G、B三个波长分别对应的四幅相移干涉图，采用四步相移算法分别计算出R、G、B三个波长对应的相位值及/>

S8、基于R、G、B三个波长对应的相位值及/>计算得到多波长综合相位；

S9、遮挡待测自由曲面，调整第二二分之一波片快轴方向与s光偏振方向成45度角，作为p光的测试光经偏振分光棱镜全部透射，经第二四分之一波片变为圆偏振光，圆偏振光经变形镜反射改变圆偏振光旋向，第二次经过第二四分之一波片变为s光，s光经偏振分光棱镜反射，经第二分光棱镜部分反射，经第二二分之一波片变为p光，p光经第三分光棱镜部分反射，测试光和经第三分光棱镜部分透射的参考光共同经过第三四分之一波片变为旋向相反的两束圆偏振光，经成像镜头在彩色偏振相机上获得对应变形镜相位信息的多波长干涉图；

S10、重复步骤S7和步骤S8，计算得到S9中采集的多波长干涉图对应的多波长综合相位；

S11、利用步骤S6中采集的多波长干涉图对应的多波长综合相位和步骤S9中采集的多波长干涉图对应的多波长综合相位计算出待测自由曲面的相位；

S12、计算多波长干涉的等效波长；

S13、根据待测自由曲面的相位和多波长干涉的等效波长，计算待测自由曲面的面形高度信息，完成待测自由曲面面形的检测。

进一步地，步骤S7中计算R、G、B三个波长对应的相位值及/>包括：

其中，为R、G、B三个波长对应的相位值，i＝R,G,B，I_ij为不同波长分别对应的四幅相移值为0，π/2，π及3π/2的干涉图的光强分布，j＝1,2,3,4。

进一步地，步骤S8中计算得到S6中采集的多波长干涉图对应的多波长综合相位包括：

该相位为待测自由曲面和变形镜的综合相位，包括：

其中，为待测自由曲面的相位，/>为变形镜的相位。

进一步地，步骤S10中计算得到S9中采集的多波长干涉图对应的多波长综合相位包括：

进一步地，步骤S11中计算待测自由曲面的相位，包括：

进一步地，步骤S12中计算多波长干涉的等效波长Λ_RGB，包括：

其中，λ_R,λ_G和λ_B分别为R、G、B三色激光对应的波长，λ_R>λ_G>λ_B。

进一步地，步骤S13中计算待测自由曲面的面形高度信息H，包括：

本发明提供的多波长自适应干涉装置及其检测方法，具有以下有益效果：

1、本发明的多波长自适应干涉装置满足了自由曲面的大范围、高精度、低检测成本的检测需求。

2、本发明的多波长自适应干涉装置将自适应干涉技术、多波长干涉技术结合起来，并引入彩色偏振相机，极大地提升了干涉仪的检测范围；其中，自适应干涉仪中的变形镜取代了补偿器，降低了干涉仪的检测成本；采用彩色偏振相机避免了环境误差、相移器误差及相机误差对检测精度的影响，提升了干涉仪的检测精度。

3、本发明的多波长自适应干涉检测方法，通过引入三色激光光源和彩色偏振相机实现多波长干涉，极大地提高了干涉仪的测试范围，彩色偏振相机无须相移器即可同时采集R、G、B三个波长对应的四幅相移干涉图，解决了环境误差、相移器误差及相机误差影响干涉仪检测精度的难题。

4、本发明的多波长自适应干涉检测方法，通过引入变形镜实现了自适应干涉，进一步提升了干涉仪的检测范围，降低了检测成本，另外引入偏振分光棱镜和四分之一波片，使得测试光两次经过变形镜反射，增大了变形镜对像差的调控范围。

5、本发明的多波长自适应干涉检测方法，通过分光棱镜分出仅经过变形镜反射的测试光，采用多波长自适应干涉装置实现了变形镜变形后相位的测量，解决了自适应干涉仪需要采用其他检测设备测量变形镜变形后相位的难题，进一步提升了干涉检测精度。

6、本发明的多波长自适应干涉检测方法，将多波长干涉技术、自适应干涉技术和彩色偏振相机的结合，形成了适合自由曲面面形检测的大范围、高精度、低检测成本的光学检测技术，为自由曲面的光学检测提供了一种新的有力工具。

附图说明

图1为本发明多波长自适应干涉装置的示意图。

其中，1、第一激光器；2、第二激光器；3、第三激光器；4、第一光纤；5、第二光纤；6、第三光纤；7、光纤合束器；8、第四光纤；9、偏振片；10、第一二分之一波片；11、扩束系统；12、第一分光棱镜；13、第一四分之一波片；14、平面反射镜；15、偏振分光棱镜；16、第二四分之一波片；17、变形镜；18、第二分光棱镜；19、聚焦透镜；20、待测自由曲面；21、第二二分之一波片；22、第三分光棱镜；23、第三四分之一波片；24、成像镜头；25、彩色偏振相机；26、计算机。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

实施例1

本实施例提供一种多波长自适应干涉装置，可满足自由曲面的大范围、高精度、低检测成本的检测需求，参考图1，第一激光器1、第二激光器2和第三激光器3分别通过第一光纤4、第二光纤5和第三光纤6耦合入光纤合束器7；光纤合束器7将R、G、B三色激光耦合成一束光从第四光纤8出射，且沿光纤合束器7出射光传播路径上依次配置有偏振片9、第一二分之一波片10、扩束系统11和第一分光棱镜12；

第一分光棱镜12的反射路径的一侧上依次配置有第一四分之一波片13和平面反射镜14，反射路径的对立侧依次配置有第三分光棱镜22、第三四分之一波片23、成像镜头24和彩色偏振相机25；第一分光棱镜12的透射路径上依次配置有偏振分光棱镜15、第二四分之一波片16和变形镜17；偏振分光棱镜15的反射路径上依次配置有第二分光棱镜18、聚焦透镜19和待测自由曲面20，第二分光棱镜18的反射路径上依次配置有第二二分之一波片21和第三分光棱镜22。

其中，本实施例偏振片9用于调整R、G、B三色激光的偏振态一致。

本实施例第一二分之一波片10用于将偏振片9透射的偏振光变为p光，第二二分之一波片21用于将第二分光棱镜反射的s光变为p光。

本实施例偏振分光棱镜15用于透射p光，反射s光。

本实施例第一四分之一波片13、第二四分之一波片16用于将s光或p光变为圆偏振光，或者将圆偏振光变为s光或p光，第三四分之一波片23仅用于将s光和p光变为旋向相反的圆偏振光。

本实施例第二分光棱镜18和第三分光棱镜22用于将仅经过变形镜17反射而没经过待测自由曲面20反射的测试光导出与参考光干涉，测量变形镜17变形后的相位信息。

作为本实施例的一种优选方案，本实施例的第一激光器1、第二激光器2、第三激光器3分别发出R、G、B三色激光，对应的波长分别为632.8nm，532nm，473nm。

作为本实施例的一种优选方案，本实施例的第一四分之一波片13、第二四分之一波片16、第三四分之一波片23快轴方向与入射线偏振光的偏振方向成45度角。

作为本实施例的一种优选方案，本实施例的平面反射镜14用作干涉仪中的参考镜，表面平整度应优于λ/20。

作为本实施例的一种优选方案，本实施例的聚焦透镜19是消色差透镜，目的是适用于不同波长的光源，对不同波长的光源皆起到聚焦作用。

作为本实施例的一种优选方案，本实施例的第二二分之一波片21快轴方向与s光偏振方向成45度角。

作为本实施例的一种优选方案，本实施例的所有元件中心高度一致，并且光学元件都要在光轴上，便于后续的调整。

本实施例的多波长自适应干涉装置的干涉过程为：

开启第一激光器1、第二激光器2、第三激光器3，分别发出R、G、B三色激光，R、G、B三色激光分别经第一光纤4、第二光纤5、第三光纤6耦合入光纤合束器7，光纤合束器7将R、G、B三色激光耦合成一束光从第四光纤8出射，出射光经偏振片9透射线偏振光，调整第一二分之一波片10快轴方向，使得线偏振光经第一二分之一波片10透射p光，p光经扩束系统11扩束，扩束光经第一分光棱镜12分成两束光，即透射的p光和反射的p光，将透射的p光和反射的p光分别作为测试光和参考光；

反射的p光第一次经过第一四分之一波片13变为圆偏振光，圆偏振光经平面反射镜14后，圆偏振光改变旋向，然后第二次经第一四分之一波片13变为s光；

透射的p光经偏振分光棱镜15后全部透射，然后第一次经过第二四分之一波片16变为圆偏振光，圆偏振光经变形镜17反射改变圆偏振光旋向，第二次经过第二四分之一波片16变为s光，s光经偏振分光棱镜15反射，反射光经第二分光棱镜18部分透射，经聚焦透镜19聚焦照射待测自由曲面20，经待测自由曲面20反射后再次经聚焦透镜19，经第二分光棱镜18部分透射，然后经偏振分光棱镜15反射，第三次经第二四分之一波片16变为圆偏振光，经变形镜17反射改变圆偏振光旋向，第四次经第二四分之一波片16后测试光变为p光，经偏振分光棱镜15全部透射；

变为s光的参考光经第一分光棱镜12部分透射，经偏振分光棱镜15透射的仍为p光的测试光经第一分光棱镜12部分反射，两束光经第三分光棱镜22部分透射，然后经第三四分之一波片23变为旋向相反的两束圆偏振光，再经成像镜头24在彩色偏振相机25上获得多波长干涉图；

然后，将干涉图光强信息送入计算机26，利用相移算法计算出待测自由曲面20和变形镜17的综合相位信息，将变形镜17的相位去除后，求出待测自由曲面20的相位，最终完成待测自由曲面20面形的检测。

实施例2

本实施例基于实施例1中的一种多波长自适应干涉装置，提供一种多波长自适应干涉检测方法，参考图1，其具体包括以下步骤：

步骤S1、打开第一激光器1、第二激光器2、第三激光器3，分别发出R、G、B三色激光，经第一光纤4、第二光纤5、第三光纤6耦合入光纤合束器7，光纤合束器7将R、G、B三色激光耦合成一束光从第四光纤8出射；

步骤S2、出射光经偏振片9透射线偏振光，调整第一二分之一波片10快轴方向，使得线偏振光经第一二分之一波片10透射p光，p光经扩束系统11扩束，扩束光经第一分光棱镜12分成两束光，即透射的p光和反射的p光，将透射的p光和反射的p光分别作为测试光和参考光；

步骤S3、反射的p光第一次经过第一四分之一波片13变为圆偏振光，圆偏振光经平面反射镜14后，圆偏振光改变旋向，然后第二次经第一四分之一波片13变为s光；

步骤S4、透射的p光经偏振分光棱镜15后全部透射，然后第一次经过第二四分之一波片16变为圆偏振光，圆偏振光经变形镜17反射改变圆偏振光旋向，第二次经过第二四分之一波片16变为s光，s光经偏振分光棱镜15反射，反射光经第二分光棱镜18部分透射，经聚焦透镜19聚焦照射待测自由曲面20，经待测自由曲面20反射后再次经聚焦透镜19，经第二分光棱镜18部分透射，然后经偏振分光棱镜15反射，第三次经第二四分之一波片16变为圆偏振光，经变形镜17反射改变圆偏振光旋向，第四次经第二四分之一波片16后测试光变为p光，经偏振分光棱镜15全部透射；

步骤S5、变为s光的参考光经第一分光棱镜12部分透射，经偏振分光棱镜15透射的仍为p光的测试光经第一分光棱镜12部分反射，两束光经第三分光棱镜22部分透射，然后经第三四分之一波片23变为旋向相反的两束圆偏振光，再经成像镜头24在彩色偏振相机25上获得多波长干涉图；

步骤S6、利用计算机26结合随机并行梯度算法驱动变形镜补偿像差，使得待测自由曲面20和变形镜17的综合面形在干涉仪的测量范围内，彩色偏振相机25采集到条纹稀疏的多波长干涉图；

步骤S7、彩色偏振相机25采集到R、G、B三个波长分别对应的四幅相移值为0，π/2，π及3π/2的干涉图，根据该四幅相移干涉图，利用四步相移算法分别计算出R、G、B三个波长对应的相位值及/>

其中，为R、G、B三个波长对应的相位值，i＝R,G,B,I_ij为不同波长分别对应的四幅相移值为0，π/2，π及3π/2的干涉图的光强分布，j＝1,2,3,4。

步骤S8、基于求出的R、G、B三个波长对应的相位值及/>计算求出多波长综合相位/>

且多波长综合相位为待测自由曲面20和变形镜17的综合结果，故：

其中，为待测自由曲面20的相位，/>为变形镜17的相位；

通过本步骤的计算，即可得到R、G、B三个波长对应的相位值及/>与待测自由曲面20的相位/>变形镜17的相位/>之间的关系；

步骤S9、遮挡待测自由曲面20，调整第二二分之一波片21快轴方向与s光偏振方向成45度角，作为p光的测试光经偏振分光棱镜15全部透射，经第二四分之一波片16变为圆偏振光，圆偏振光经变形镜17反射改变圆偏振光旋向，第二次经过第二四分之一波片16变为s光，s光经偏振分光棱镜15反射，经第二分光棱镜18部分反射，经第二二分之一波片21变为p光，p光经第三分光棱镜22部分反射，测试光和经第三分光棱镜22部分透射的参考光共同经过第三四分之一波片23变为旋向相反的两束圆偏振光，经成像镜头24在彩色偏振相机25上获得对应变形镜17相位信息的多波长干涉图；

步骤S10、重复步骤S7和步骤S8，计算得到步骤S9中采集的多波长干涉图对应的多波长综合相位

步骤S11、利用步骤S6中采集的多波长干涉图对应的多波长综合相位和步骤S9中采集的多波长干涉图对应的多波长综合相位计算出待测自由曲面20的相位：

步骤S12、计算多波长干涉的等效波长Λ_RGB：

其中，λ_R,λ_G和λ_B分别为R、G、B三色激光对应的波长，λ_R>λ_G>λ_B。

步骤S13、根据步骤S11求出的待测自由曲面20的相位信息和步骤S12求出的等效波长，计算待测自由曲面20的面形高度信息H：

在得到待测自由曲面20的面形高度信息H后，即可完成待测自由曲面20面形的检测。

虽然结合附图对发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种多波长自适应干涉装置，其特征在于：包括第一激光器、第二激光器和第三激光器；所述第一激光器、所述第二激光器和所述第三激光器通过光纤耦合入光纤合束器；沿所述光纤合束器出射光传播路径上依次配置有偏振片、第一二分之一波片、扩束系统和第一分光棱镜；所述第一分光棱镜的反射路径的一侧上依次配置有第一四分之一波片和平面反射镜，反射路径的对立侧依次配置有第三分光棱镜、第三四分之一波片、成像镜头和彩色偏振相机；所述第一分光棱镜的透射路径上依次配置有偏振分光棱镜、第二四分之一波片和变形镜；所述偏振分光棱镜的反射路径上依次配置有第二分光棱镜、聚焦透镜和待测自由曲面。

2.根据权利要求1所述的多波长自适应干涉装置，其特征在于：所述第二分光棱镜的反射路径上依次配置有第二二分之一波片和第三分光棱镜。

3.根据权利要求1所述的多波长自适应干涉装置，其特征在于：所述第一激光器、所述第二激光器和所述第三激光器分别通过第一光纤、第二光纤和第三光纤耦合入光纤合束器；

所述第一四分之一波片、所述第二四分之一波片和所述第三四分之一波片的快轴方向与入射线偏振光的偏振方向成45度角。

4.一种采用权利要求1～3任一所述的多波长自适应干涉装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、第一激光器、第二激光器、第三激光器分别发出R、G、B三色激光，R、G、B三色激光分别经第一光纤、第二光纤、第三光纤耦合入光纤合束器，光纤合束器将R、G、B三色激光耦合成一束光从第四光纤出射；

S2、出射光经偏振片透射线偏振光，调整第一二分之一波片快轴方向，使得线偏振光经第一二分之一波片透射p光，p光经扩束系统扩束，扩束光经第一分光棱镜分成两束光，即透射的p光和反射的p光，将透射的p光和反射的p光分别作为测试光和参考光；

S3、反射的p光第一次经过第一四分之一波片变为圆偏振光，圆偏振光经平面反射镜后，圆偏振光改变旋向，然后第二次经第一四分之一波片变为s光；

S4、透射的p光经偏振分光棱镜后全部透射，然后第一次经过第二四分之一波片变为圆偏振光，圆偏振光经变形镜反射改变圆偏振光旋向，第二次经过第二四分之一波片变为s光，s光经偏振分光棱镜反射，反射光经第二分光棱镜部分透射，经聚焦透镜聚焦照射待测自由曲面，经待测自由曲面反射后再次经聚焦透镜，经第二分光棱镜部分透射，然后经偏振分光棱镜反射，第三次经第二四分之一波片变为圆偏振光，经变形镜反射改变圆偏振光旋向，第四次经第二四分之一波片后测试光变为p光，经偏振分光棱镜全部透射；

S5、步骤S3中变为s光的参考光经第一分光棱镜部分透射，步骤S4中经偏振分光棱镜透射的仍为p光的测试光经第一分光棱镜部分反射，两束光经第三分光棱镜部分透射，然后经第三四分之一波片变为旋向相反的两束圆偏振光，再经成像镜头在彩色偏振相机上获得多波长干涉图；

S6、利用计算机结合随机并行梯度算法驱动变形镜补偿像差，使得待测自由曲面和变形镜的综合面形在干涉仪的测量范围内，彩色偏振相机采集到条纹稀疏的多波长干涉图；

S7、根据彩色偏振相机采集的R、G、B三个波长分别对应的四幅相移干涉图，采用四步相移算法计算出R、G、B三个波长对应的相位值及/>

S8、基于R、G、B三个波长对应的相位值及/>计算得到多波长综合相位；

S9、遮挡待测自由曲面，调整第二二分之一波片快轴方向与s光偏振方向成45度角，作为p光的测试光经偏振分光棱镜全部透射，经第二四分之一波片变为圆偏振光，圆偏振光经变形镜反射改变圆偏振光旋向，第二次经过第二四分之一波片变为s光，s光经偏振分光棱镜反射，经第二分光棱镜部分反射，经第二二分之一波片变为p光，p光经第三分光棱镜部分反射，测试光和经第三分光棱镜部分透射的参考光共同经过第三四分之一波片变为旋向相反的两束圆偏振光，经成像镜头在彩色偏振相机上获得对应变形镜相位信息的多波长干涉图；

S10、重复步骤S7和步骤S8，计算得到S9中采集的多波长干涉图对应的多波长综合相位；

S11、利用步骤S6中采集的多波长干涉图对应的多波长综合相位和步骤S9中采集的多波长干涉图对应的多波长综合相位计算出待测自由曲面的相位；

S12、计算多波长干涉的等效波长；

S13、根据待测自由曲面的相位和多波长干涉的等效波长，计算待测自由曲面的面形高度信息，完成待测自由曲面面形的检测。

5.根据权利要求4所述的多波长自适应干涉检测方法，其特征在于，所述步骤S7中计算R、G、B三个波长对应的相位值及/>包括：

其中，为R、G、B三个波长对应的相位值，i＝R,G,B,I_ij为不同波长分别对应的四幅相移值为0，π/2，π及3π/2的干涉图的光强分布，j＝1,2,3,4。

6.根据权利要求4所述的多波长自适应干涉检测方法，其特征在于，所述步骤S8中计算得到S6中采集的多波长干涉图对应的多波长综合相位包括：

该相位为待测自由曲面和变形镜的综合相位，包括：

其中，为待测自由曲面的相位，/>为变形镜的相位。

7.根据权利要求6所述的多波长自适应干涉检测方法，其特征在于，所述步骤S10中计算得到S9中采集的多波长干涉图对应的多波长综合相位包括：

8.根据权利要求7所述的多波长自适应干涉检测方法，其特征在于，所述步骤S11中计算待测自由曲面的相位，包括：

9.根据权利要求8所述的多波长自适应干涉检测方法，其特征在于，所述步骤S12中计算多波长干涉的等效波长Λ_RGB，包括：

其中，λ_R,λ_G和λ_B分别为R、G、B三色激光对应的波长，λ_R>λ_G>λ_B。

10.根据权利要求9所述的多波长自适应干涉检测方法，其特征在于，所述步骤S13中计算待测自由曲面的面形高度信息H，包括：