JP4302512B2 - 非球面表面および波面に対する干渉計スキャニング - Google Patents
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Description
h=(v,p,p’) z=(v,p,p’)
円に対する等式は、以下のように書かれ得る(図3を参照)
・非球面表面をテストする
・従来から公知の非球面表面の支援を用いてテストセットアップを較正する。この可能性は、以下により詳細に説明される。
図12は、屈折ヌルレンズまたはCGHをテストするために発散屈折ヌルレンズまたは回折CGH100、ならびに発散球面ミラー102を利用する構成を示す。
Claims (37)
- 非球面の波面および表面の対称形状を回転的および非回転的に計測するためのスキャン方法であって、
スキャン軸を提供するステップと、
該スキャン軸に沿って既知の原点の少なくとも1つの既知の形状を規定するステップと、
該既知の原点に対して該スキャン軸に沿って未知の非球面形状を選択的に移動させ、それにより、該既知の形状は、該既知の形状の頂点および放射位置において該未知の非球面形状と交差し、ここで、該既知の形状と該未知の非球面表面とが共通の接触点において交差し、それにより、干渉信号の強度がスキャン位置と共に該頂点と放射位置との間の光路長差pに従って変化する該干渉信号を生成する、ステップと、
該未知の非球面形状が該既知の原点に対して移動される該軸距離νおよび該光路長の差pを干渉的に計測するステップであって、該光路長の差pは、該未知の非球面形状および該既知の形状が互いに軸方向にスキャンする場合、共通の接触点において該未知の非球面形状と交差する該曲率の円の頂点と該未知の非球面形状の頂点との間である、ステップと、
曲率の円が共通の接触点において該未知の非球面形状と交差した全ての場所における該未知の非球面形状の座標を該干渉的に計測された距離νおよびpに従って計算する、ステップと、
該共通の接触点における座標値および表面勾配に従って該未知の非球面形状の形状を決定するステップと
を包含する、スキャン方法。 - 前記既知の形状が球面形状であることを特徴とする、請求項1に記載のスキャン方法。
- 前記球面形状は、少なくとも部分的に反射する現実の表面を包含し、前記非球面形状は、光学系から出現する少なくとも部分的に屈折する波面を包含することを特徴とする、請求項2に記載のスキャン方法。
- 前記既知の球面形状は、前記既知の原点において配置された点源またはリング源から実質的に生成された球面波面であることを特徴とする、請求項2又は3に記載のスキャン方法。
- 前記球面形状は、前記スキャン軸から外れた少なくとも2つの点を有する放射源から生成された波面であり、放射は、未知の非球面形状に同時に向けられることを特徴とする、請求項2に記載のスキャン方法。
- 前記球面形状は、光軸に沿った既知の原点の球面波面を含み、前記非球面形状は、少なくとも部分的に反射する表面を含むことを特徴とする、請求項1に記載のスキャン方法。
- 前記既知の形状は、非球面形状を含むことを特徴とする、請求項1に記載のスキャン方法。
- 前記既知の非球面形状は、円錐曲線であることを特徴とする、請求項7に記載のスキャン方法。
- 前記非球面形状は、一般的に正の曲率および負の曲率の非球面反射表面を含む群から選択されることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1つに記載のスキャン方法。
- 前記非球面形状は、屈折光学素子によって提供されることを特徴とし、該屈折光学素子の上流に固定された既知の反射表面を提供し、それにより前記球面波面は、該屈折光学素子を移動させ、該既知の非球面表面から反射し、該非球面波面を生成するために該既知の原点に向かって進んでいる該屈折光学素子を再度移動させるステップをさらに包含する、請求項1〜10のいずれか1つに記載のスキャン方法。
- 非球面の波面を有する対称テスト光学素子を回転的および非回転的に計測するためのスキャン方法であって、
スキャン軸に沿った既知の原点から少なくとも部分的な球面波面を生成するステップと、
該スキャン軸に対してテスト光学素子を整列させ、該スキャン軸に沿って該テスト光学素子を該既知の原点に対して選択的に移動させ、それにより、該球面波面は、非球面表面の頂点および該球面波面において該テスト光学素子と交差し、ここで、該球面波面と該非球面表面とが共通の接触点において交差し、それにより、干渉信号の強度がスキャン位置と共に該頂点と放射位置との間の光路長差pに従って変化する該干渉信号を生成する、ステップと、
該テスト光学素子が該原点に対して移動される該軸距離νおよび該光路長差pを干渉的に計測するステップであって、該光路長差pは、該テスト光学素子が球面波面によって軸方向にスキャンされる場合、共通の接触点において該非球面表面と交差する曲率の円の頂点と該テスト光学素子の該非球面表面の頂点との間である、ステップと、
該曲率の円が共通の接触点において該非球面表面と交差した全ての場所における該非球面表面の座標を該干渉的に計測された距離νおよびpに従って計算する、ステップと、
座標値に基づいて該非球面表面の形状を決定するステップと
を包含する、スキャン方法。 - 前記光路長差pを干渉的に計測するステップは、前記非球面表面の頂点から逆反射された光と、前記テスト光学素子からの該非球面表面と該非球面波面との間の共通の接触点から逆反射された光とを干渉させ、pを示す情報を含む干渉図形を生成することを包含することを特徴とする、請求項1〜12のいずれか1つに記載のスキャン方法。
- (a)前記干渉図形に寄与する逆反射された光以外を空間的にフィルタリングするステップと、
(b)光軸上および該光軸から外れた逆反射を偏光エンコードするステップと、
(c)該干渉図形上で位相シフト干渉解析を実行するステップと、
の内の任意の1つ以上を特徴とする、請求項12又は13に記載のスキャン方法。 - 前記球面形状は、前記スキャン軸から外れた少なくとも2つの点を有する放射源から生成され、放射は、テスト光学素子に同時に向けられることを特徴とする、請求項12,14および15のいずれか1つに記載のスキャン方法。
- 非球面の波面を生成する対称テスト光学素子を回転的および非回転的に計測するためのスキャン方法であって、
スキャン軸に沿った移動のために、該スキャン軸に沿って既知の原点を用いて少なくとも部分的な球面ミラーを取り付けるステップと、
該スキャン軸に対してテスト光学素子を整列させ、該テスト光学素子を介して波面を送信し、それにより、該テスト光学素子は、非球面波面を生成し、かつ該既知の原点に対して該スキャン軸に沿って該球面ミラーを選択的に移動させ、それにより、該テスト光学素子からの該非球面波面は、該球面ミラーの球面表面の頂点および放射位置において該球面ミラーと交差し、ここで、該非球面波面と該球面ミラーとが共通の接触点において交差し、それにより、干渉信号の強度がスキャン位置と共に該頂点と放射位置との間の光路長差pに従って変化する該干渉信号を生成する、ステップと、
該球面ミラーが該原点に対して移動される該軸距離νおよび該光路長差pを干渉的に計測するステップであって、該光路長差pは、該非球面波面が該球面ミラーによって軸方向にスキャンされる場合、共通の接触点において該球面ミラーと交差する曲率の円の頂点と該テスト光学素子に関連する該非球面表面の頂点との間である、ステップと、
該曲率の円が共通の接触点において該非球面表面と交差した全ての場所における該非球面波面の座標を該干渉的に計測された距離νおよびpに従って計算する、ステップと、
座標値に基づいて該非球面表面の形状を決定するステップと
を包含する、スキャン方法。 - 前記光路長差pを干渉的に計測するステップは、前記球面表面の頂点から反射された光と、前記テスト光学素子からの前記非球面波面と該球面表面との間の共通の接触点からの光とを干渉させ、pを示す情報を含む干渉図形を生成することを包含することを特徴とする、請求項17に記載のスキャン方法。
- 前記非球面波面は、前記スキャン軸から外れた少なくとも2つの点を有する放射源から生成され、放射は、同時に発出することを特徴とする、請求項17〜19のいずれか1つに記載のスキャン方法。
- (a)前記干渉図形に寄与する逆反射された光以外を空間的にフィルタリングするステップと、
(b)光軸上および該光軸から外れた逆反射を偏光エンコードするステップと、
(c)該干渉図形上で位相シフト干渉解析を実行するステップと、
の内の任意の1つ以上を特徴とする、請求項18に記載のスキャン方法。 - 前記テスト光学素子は、一般的に正の曲率および負の曲率の非球面屈折要素を含む群から選択される、請求項12〜21のいずれか1つに記載のスキャン方法。
- 前記テスト光学素子は、屈折光学素子を含むことを特徴とし、該屈折光学素子の上流に固定された既知の反射表面を提供し、それにより前記球面波面は、該屈折光学素子を移動させ、該既知の非球面表面から反射し、該非球面波面を生成するために該既知の原点に向かって進んでいる該屈折光学素子を再度移動させることをさらに特徴とする、請求項17〜21のいずれか1つに記載のスキャン方法。
- 非球面の波面および表面の対称形状を回転的および非回転的に計測するための干渉装置であって、
スキャン軸を提供するための手段と、
該スキャン軸に沿って既知の原点の少なくとも1つの既知の形状を規定するための手段と、
該既知の原点に対して該スキャン軸に沿って未知の非球面形状を選択的に移動させるための手段であって、それにより、該既知の形状は、該既知の形状の頂点および放射位置において該未知の非球面形状と交差し、ここで、該既知の形状と該未知の非球面表面とが共通の接触点において交差し、それにより、干渉信号の強度がスキャン位置と共に該頂点と放射位置との間の光路長差pに従って変化する該干渉信号を生成する、手段と、
該未知の非球面形状が該既知の原点に対して移動される該軸距離νおよび該光路長の差pを干渉的に計測するための手段であって、該光路長の差pは、該未知の非球面形状および該既知の形状が互いに軸方向にスキャンする場合、共通の接触点において該未知の非球面形状と交差する曲率の円の頂点と該未知の非球面形状の頂点との間である、手段と、
該曲率の円が共通の接触点において該未知の非球面形状と交差した全ての場所における該未知の非球面形状の座標を該干渉的に計測された距離νおよびpに従って計算するための手段と、
該共通の接触点における座標値および表面勾配に従って該未知の非球面形状の形状を決定するための手段と
を備える、装置。 - 前記既知の形状が球面形状であることを特徴とする、請求項24に記載の装置。
- 前記球面形状を規定するための手段は、少なくとも部分的に反射する現実の球面表面を含み、前記非球面形状は、光学系から出現する少なくとも部分的に屈折する波面を含むことを特徴とする、請求項25に記載の装置。
- 前記既知の形状を規定するための手段は、球面波面を生成するために、前記既知の原点において配置された点源を含む、請求項25又は26に記載の装置。
- 前記既知の形状を規定するための手段は、球面波面の少なくとも一部を生成するためのリング源であることを特徴とする、請求項25に記載の装置。
- 前記既知の形状を規定するための手段は、前記スキャン軸から外れた少なくとも2つの点を有する放射源を含み、放射が同時に生成されることを特徴とする、請求項25に記載の装置。
- 前記既知の形状を規定するための手段は、球面波面を生成するための光軸に沿った該既知の原点において配置された点源を含み、該非球面形状は、少なくとも部分的に反射する表面を含むことを特徴とする、請求項24〜29のいずれか1つに記載の装置。
- 前記既知の形状は、非球面形状を含むことを特徴とする、請求項24〜30のいずれか1つに記載の装置。
- 前記既知の非球面形状は、円錐曲線であることを特徴とする、請求項31に記載の装置。
- 前記光路長差pを干渉的に計測するための手段は、前記非球面表面の頂点から逆反射された光と、前記既知の形状と該非球面表面との間の共通の接触点から逆反射された光とを干渉させ、pを示す情報を含む干渉図形を生成することを特徴とする、請求項24〜32のいずれか1つに記載の装置。
- (a)前記干渉図形上で位相シフト干渉解析を実行するための手段と、
(b)該干渉図形に寄与する逆反射された光以外を空間的にフィルタリングする手段と、
(c)前記スキャン軸上および該スキャン軸から外れた逆反射を偏光エンコードするための手段と、
の内の任意の1つ以上を特徴とする、請求項33に記載の装置。 - 前記非球面形状は、一般的に正の曲率および負の曲率の非球面反射表面を含む群から選択されることを特徴とする、請求項24〜35のいずれか1つに記載の装置。
- 前記非球面形状は、屈折光学素子によって提供されることを特徴とし、該屈折光学素子の上流に固定された既知の反射表面を提供するための手段であって、それにより球面波面は、該屈折光学素子を移動させ、該既知の非球面表面から反射し、該非球面表面を生成するために該既知の原点に向かって進んでいる該屈折光学素子を再度移動させる、手段をさらに含む、請求項24〜36のいずれか1つに記載の装置。
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