KR101763907B1 - Optical surface measuring method and apparatus using deformable mirror - Google Patents

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KR101763907B1
KR101763907B1 KR1020160130113A KR20160130113A KR101763907B1 KR 101763907 B1 KR101763907 B1 KR 101763907B1 KR 1020160130113 A KR1020160130113 A KR 1020160130113A KR 20160130113 A KR20160130113 A KR 20160130113A KR 101763907 B1 KR101763907 B1 KR 101763907B1
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mirror
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deformed
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KR1020160130113A
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나자경
남욱원
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한국 천문 연구원
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Abstract

The present invention relates to a method and a device to measure a shape of a non-spherical optical surface including a free-form surface, comprising: a collimation light source forming a light wave front without distortion; a beam splitter which partially reflects the light wave front created from the collimation light source while partially transmitting the same; a deformable mirror which deforms the light wave front reflected from the beam splitter in order to correspond to a shape of the measured optical surface; a lens which diverges the wave front if the shape of the measured optical surface is concave, and which converges the wave front if the shape of the measured optical surface is convex; a wave front sensor which receives an incidental wave front reflected from the measured optical surface to measure a remaining wave front error; and a control part connected to the deformable mirror which controls deformation of the reflecting face of the deformable mirror in order to correspond to the measured optical surface as measured in the optical surface, ultimately adding the remaining wave front error measured from the wave front sensor to the deformable information of deformable mirror, thus calculating the shape of the measured optical surface. The device is capable of performing real-time measurement, and is free from nuisance which stems from the fact that a new optical device should be manufactured every time a new non-spherical optical surface is being measured.

Description

변형거울을 이용한 광학면 측정 방법 및 장치{OPTICAL SURFACE MEASURING METHOD AND APPARATUS USING DEFORMABLE MIRROR}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an optical surface measuring method and apparatus using a deformed mirror,

본 발명은 변형거울을 이용한 광학면 측정 방법 및 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자유곡면을 포함한 비구면 광학면의 형상을 측정하기 위하여 변형거울을 이용한 광학면 측정 방법 및 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a method and an apparatus for measuring an optical surface using a deformed mirror, and more particularly, to a method and an apparatus for measuring an optical surface using a deformed mirror for measuring a shape of an aspherical optical surface including a free curved surface.

광학면의 형상을 측정하기 위한 가장 정밀한 방법은 빛을 이용하는 레이저 간섭계와 이와 유사한 광파면 측정기들을 활용한 측정이다. 그러나 레이저 간섭계를 포함한 대부분의 광파면 측정기들은 파면 측정범위가 크지 않기 때문에 자유곡면 또는 비구면 같은 파면 이탈 정도가 큰 광학면을 직접 측정할 수 없다. 이를 해결하기 위한 통상적인 방법은 측정하고자 하는 광학면의 형상에 대응하는 파면을 만들어주는 널렌즈(Null lens) 또는 CGH(Computer Generated Hologram)와 같은 보조적인 광학소자를 제작하여 측정 구성상에 적용함으로써, 이탈이 최소화된 파면을 측정하는 것이다. 널렌즈나 CGH를 이용한 광학면 측정은 가장 통상적인 방법이나, 비구면 광학면 측정이 요구될 때마다 이에 해당하는 측정용 광학소자(널렌즈, CGH)를 매번 제작해야 할뿐만 아니라, 이들 측정용 광학소자들을 제작하기 위해 수 개월의 제작기간과 상당한 비용이 소요되는 문제점이 있다. The most accurate method for measuring the shape of the optical surface is the measurement using a laser interferometer using light and similar optical wavefront meters. However, most optical wavefront meters, including laser interferometers, can not directly measure large optical surfaces, such as free-form surfaces or aspherical surfaces, because the wavefront measurement range is not large. As a conventional method for solving this problem, an auxiliary optical element such as a null lens or a CGH (Computer Generated Hologram) that produces a wavefront corresponding to the shape of the optical surface to be measured is manufactured and applied to a measurement configuration , And to measure the wavefront with minimal deviation. The optical surface measurement using a null lens or CGH is the most common method, but each time an aspheric optical surface measurement is required, it is necessary not only to manufacture the optical element for measurement (null lens, CGH) corresponding to each time, There are problems in that it takes several months of manufacturing time and considerable cost to manufacture the devices.

대한민국 등록특허공보 제 10-0355026호(발명의 명칭 : 오목 쌍곡면 거울 형상 측정용 널 렌즈 광학계)Korean Patent Registration No. 10-0355026 (entitled "Null Lens Optical System for Measurement of Concave Hyperboloidal Mirror Shape)

따라서 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 다양한 형태로 가변되는 자유형상 광학면을 변형거울을 이용하여 실시간으로 측정할 수 있도록 하여 새로운 비구면 광학면 측정 시 마다 측정용 광학소자를 제작해야 하는 번거로움을 없앤 변형거울을 이용한 광학면 측정 방법 및 장치를 제공하기 위한 것이다. Therefore, it is an object of the present invention to solve the problems of the prior art, and it is an object of the present invention to provide an optical element for measurement every time a new aspherical optical surface is measured by allowing a free optical surface variable in various shapes to be measured in real time using a deformed mirror And to provide a method and an apparatus for measuring an optical surface using a deformed mirror.

상술한 목적을 달성하기 위한 변형거울을 이용한 광학면 측정 장치는, An optical surface measuring apparatus using a deformed mirror for achieving the above object,

왜곡없는 광파면을 형성하는 시준광원(Collimated Light Source); A collimated light source that forms a light wavefront without distortion;

상기 시준광원으로부터 생성된 광파면의 일부는 반사시키고 일부는 투과시키는 빔스플리터; A beam splitter for reflecting part of the optical wavefront generated from the collimated light source and transmitting a part of the optical wavefront;

상기 빔스플리터에 의해 반사된 광파면을 측정 광학면의 형상에 대응하도록 변형거울의 변형정보를 이용하여 거울의 반사면을 변형하는 변형거울; A deformation mirror for deformation of the reflecting surface of the mirror using deformation information of the deformation mirror so that the optical wavefront reflected by the beam splitter corresponds to the shape of the measuring optical surface;

상기 측정 광학면의 형상이 오목할 경우에는 파면을 발산시키고, 볼록할 경우에는 파면을 수렴시키는 렌즈; A lens for diverging the wavefront when the shape of the measurement optical surface is concave and converging the wavefront when the measurement optical surface is convex;

측정 광학면에서 반사되어 입사되는 파면을 수신하여 상기 변형거울의 형상변형 범위를 벗어난 잔여 파면오차를 측정하는 파면센서; A wavefront sensor for receiving a wavefront reflected and incident on the measurement optical surface and measuring a residual wavefront error outside the shape deformation range of the deformed mirror;

상기 변형거울과 연결되어 상기 측정 광학면의 형상에 대응하도록 상기 변형거울의 반사면 변형을 제어하고, 상기 파면센서로부터 측정된 잔여 파면오차를 변형거울 변형정보에 가산하여 상기 측정 광학면의 형태를 측정하는 제어부;를 포함하여 구성된다.Controlling the reflection surface deformation of the deformed mirror so as to correspond to the shape of the measuring optical surface, adding the residual wave front error measured from the wave front sensor to the deformed mirror deformation information, And a control unit for measuring the temperature.

상기 변형거울은, 곡률반경, 곡률상수와 같은 기하학적 정보를 이용하여 상기 측정 광학면의 형상에 대응하도록 제르니케 다항식의 차수와 계수값을 설정하여 상기 변형거울의 반사면을 변형시키는 것과, 상기 변형거울 반사면의 형상을 나타내는 제르니케 다항식의 차수와 계수값을 순차적 조합으로 바꾸면서, 파면센서가 측정한 잔류 파면 오차가 최소화되는 제르니케 다항식의 차수와 계수값 조합을 찾는 것 중 어느 하나의 것을 이용하여 변형시킬 수 있다. Wherein the deformed mirror is configured to deform the reflecting surface of the deformed mirror by setting the order and the coefficient of the Zernike polynomial to correspond to the shape of the measuring optical surface using geometrical information such as a radius of curvature and a curvature constant, One of the order of the Zernike polynomial and the combination of the coefficient values in which the residual wavefront error measured by the wavefront sensor is minimized while changing the order and the coefficient of the Zernike polynomial representing the shape of the mirror reflection surface to a sequential combination .

상술한 목적을 달성하기 위한 변형거울을 이용한 광학면 측정 방법은, In order to achieve the above object, there is provided an optical surface measuring method using a deformed mirror,

왜곡없는 광파면을 형성시키는 단계; Forming a light wavefront without distortion;

상기 광파면을 측정 광학면의 형상에 대응하도록 변형거을 반사면의 변형 정보를 저장하는 단계; Storing the deformation information of the reflecting surface to be deformed so that the optical wavefront corresponds to the shape of the measuring optical surface;

상기 변형된 변형거울의 반사면에 상기 광파면을 반사시키는 단계; Reflecting the light wavefront to a reflecting surface of the deformed mirror;

상기 렌즈를 이용하여 측정 광학면의 형상이 오목할 경우에는 파면을 발산시키고 볼록할 경우에는 파면을 수렴시키는 단계; Converging the wavefront when the shape of the measurement optical surface is concave using the lens, and converging the wavefront when convex;

측정 광학면에서 반사되어 입사되는 파면을 수신하여 상기 변형거울 형상정보의 범위를 벗어난 잔여 파면오차를 측정하는 단계; Measuring a residual wavefront error outside the range of the deformed mirror shape information by receiving a wavefront reflected and incident on the measurement optical surface;

상기 측정된 잔여 파면오차를 상기 변형거울 변형정보에 가산하여 상기 측정 광학면의 형상를 측정하는 단계;를 포함하여 구성된다. And measuring the shape of the measurement optical surface by adding the measured residual wavefront error to the deformed mirror distortion information.

상기 변형거울을 변형시키는 단계는, 곡률반경, 곡률상수와 같은 기하학적 정보를 이용하여 상기 측정 광학면의 형상에 대응하도록 제르니케 다항식의 차수와 계수값을 설정하여 상기 변형거울의 반사면을 변형시키는 제1 변형과정; 상기 변형거울 반사면의 형상을 나타내는 제르니케 다항식의 차수와 계수값을 순차적 조합으로 바꾸면서, 파면센서가 측정한 잔류 파면 오차가 최소화되는 제르니케 다항식의 차수와 계수값 조합을 찾는 제2 변형과정; 중 어느 하나의 과정을 이용하여 변형시킬 수 있다.  The step of deforming the deformed mirror may include deforming the reflecting surface of the deformed mirror by setting a degree and a coefficient of the Zernike polynomial to correspond to the shape of the measurement optical surface using geometric information such as a radius of curvature and a curvature constant A first modification process; A second transformation process for finding a combination of a degree of a Zernike polynomial and a coefficient value in which a residual wavefront error measured by a wavefront sensor is minimized while changing the order and coefficients of a Zernike polynomial representing the shape of the modified mirror reflection surface to a sequential combination; Or the like.

따라서, 본 발명의 변형거울을 이용한 광학면 측정 방법 및 장치는 다양한 형태로 가변되는 자유형상 광학면을 변형거울을 이용하여 실시간으로 측정할 수 있도록 하여 새로운 비구면 광학면 측정시 마다 측정용 광학소자를 제작해야 하는 번거로움을 없앤 효과가 있다. Therefore, the optical surface measuring method and apparatus using the deformed mirror of the present invention can measure the free-form optical surface varying in various forms in real time using a deformed mirror, It has the effect of eliminating the hassle of making it.

또한, 본 발명의 변형거울을 이용한 광학면 측정 방법 및 장치는 다양한 형태로 가변되는 자유형상 광학면을 변형거울을 이용하여 실시간으로 측정할 수 있도록 하여 비구면 광학면의 형상을 간단한 연산으로 측정할 수 있는 효과가 있다. In addition, the optical surface measuring method and apparatus using the deformed mirror of the present invention can measure free-form optical surfaces varying in various forms in real time using a deformed mirror so that the shape of the aspherical optical surface can be measured by a simple calculation There is an effect.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변형거울을 이용한 광학면 측정 장치의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변형거울을 이용한 광학면을 측정하는 과정을 나타낸 순서도이다. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an optical surface measuring apparatus using a deformed mirror according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a process of measuring an optical surface using a deformed mirror according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변형거울을 이용한 광학면 측정 장치의 구성을 나타낸 구성도이다. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an optical surface measuring apparatus using a deformed mirror according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 먼저 본 발명은 시준광원(100), 빔스플리터(110), 변형거울(120), 시준렌즈(130), 파면센서(140) 및 제어부(150)를 포함하여 구성된다. 1, the present invention comprises a collimated light source 100, a beam splitter 110, a deformed mirror 120, a collimator lens 130, a wavefront sensor 140, and a controller 150.

시준광원(100)은 왜곡없는 광파면을 형성한다. 시준광원(100)은 광원(102)과 시준렌즈(104)를 포함하여 구성될 수 있다. The collimated light source 100 forms a light wavefront without distortion. The collimated light source 100 may include a light source 102 and a collimator lens 104.

먼저, 광원(102)에서 구면파가 생성되고 시준렌즈(104)을 이용하여 왜곡없는 광파면을 형성한다. 즉 시준렌즈가 내장된 상용 광원을 사용할 경우, 별도의 시준렌즈 구성은 생략될 수 있다. First, a spherical wave is generated in the light source 102, and a distortion-free optical wavefront is formed using the collimator lens 104. That is, when a commercially available light source with a collimator lens is used, a separate collimator lens configuration may be omitted.

변형거울(120)은 빔스프리터(110)에 의해 반사된 광파면을 측정 광학면(132)의 형상에 대응하는 형태로 변형거울(120)의 반사면을 변형시킨다. 변형거울(120)의 변형 정보는 제어부(150)에 의해 저장된다. The deformable mirror 120 deforms the reflective surface of the deformable mirror 120 in a manner corresponding to the shape of the measuring optical surface 132 by reflecting the light wavefront reflected by the beam splitter 110. The deformation information of the deformed mirror 120 is stored by the control unit 150.

변형거울은 반사면과 반사면을 변형시키기 위한 구동기(actuator)들로 이루어져 있으며, 반사면 변형을 위한 구동기의 구성에 따라 압전소자를 이용하는 방식, 전자기력을 이용한 방식 등 다양한 종류의 변형거울이 상용화되어 있다. 변형거울(120)의 변형제어는 변형거울(120)을 변형시키는 제어부(150)의 제어명령에 따라 측정장치구성 전에 레이저 간섭계를 이용하여 형상변형함수(influence function)를 정확히 측정함으로써 이루어진다. 변형거울(120)의 반사면 변형이 가능한 범위 안에서는 매우 정밀하게 변형거울(120)의 반사면 변형을 제어함으로써 측정 광학면(132)의 형상에 대응할 수 있도록 변형거울(120)의 반사면에 반사되는 광파면 또한 변형된다.The deformable mirror is composed of actuators for deforming the reflective surface and the reflective surface. Various types of deformable mirrors such as a method using a piezoelectric element and a method using an electromagnetic force are commercialized have. Deformation control of the deformed mirror 120 is performed by accurately measuring an influence function using a laser interferometer before the measurement apparatus is constructed according to a control command of the control unit 150 deforming the deformed mirror 120. [ It is possible to control the reflection surface deformation of the deformable mirror 120 so that the reflection surface of the deformable mirror 120 can be accurately and accurately reflected by the reflection surface of the deformable mirror 120 so as to correspond to the shape of the measurement optical surface 132, Is also deformed.

광학에서 파면의 형상을 나타내는 가장 일반적인 방법은 직교 함수인 제르니케(Zernike) 다항식을 이용하여 표현하는 것이며, 변형거울(120)의 반사면 변형 제어에서도 반사면의 형상 표현을 위해 제르니케 다항식을 사용하며, 제르니케 다항식의 차수와 계수값 조합은 측정 광학면 계산을 위해 필요한 변형거울 반사면의 변형정보가 된다. 다음의 수학식 1은 파면정보인

Figure 112016097498907-pat00001
를 표현하기 위한 일반적인 표현식이다. The Zernike polynomial, which is an orthogonal function, is used to represent the shape of the wavefront in the optical system. The Zernike polynomial is used to express the shape of the reflection surface in the mirror surface deformation control of the deformable mirror 120 , And the combination of the order and the coefficient values of the Zernike polynomial is the deformation information of the deformed mirror reflection plane necessary for the measurement optical surface calculation. The following equation (1)
Figure 112016097498907-pat00001
Is a general expression for expressing

Figure 112016097498907-pat00002
Figure 112016097498907-pat00002

상기 수학식 1에서 ρ와 θ는 각각 극좌표에서 정규화된(normalized) 반경과 방위각을 각각 나타내며, n과 m은 각각 ρ에 대한 차수(radial order) 및 θ에 대한 방위 빈도(azimuthal frequency)를 나타낸다. In Equation (1), ρ and θ denote the normalized radius and azimuth angle, respectively, in polar coordinates, and n and m denote the azimuthal frequency with respect to θ and radial order with respect to ρ, respectively.

대부분의 경우, 측정 광학면(132)에 대한 측정을 수행하기 전에 측정 광학면(132)의 곡률 반경과 같은 기하학적인 정보를 제공받는다. 따라서 가장 먼저, 측정 대상물의 곡률반경에 대응하도록 발산/수렴 렌즈(130)를 선택하여 구성한 후, 변형거울(120)을 변형하여 측정 광학면(132)에 대한 측정을 수행한다. 측정 광학면(132)에 대한 측정을 수행하기 위해 변형거울(120)을 변형시키는 방법은 두 가지로 수행될 수 있다. 첫 번째 방법은 대부분의 경우, 측정 광학면(132)을 제작하기 위해 필요한 곡률반경, 곡률상수와 같은 기하학적 정보가 사전에 제공되기 때문에, 측정 광학면(132)의 형상에 대응하도록 제르니케 다항식의 차수와 계수값을 설정하여 변형거울(120)의 반사면을 변형시키는 것이고, 두 번째 방법은 곡률반경 외에 다른 사전정보를 알 수 없는 경우에 적용하게 되는 것으로서, 변형거울(120) 반사면의 형상을 나타내는 제르니케 다항식의 차수와 계수값을 순차적 조합으로 바꾸면서, 파면센서가 측정한 잔류 파면 오차가 최소화되는 제르니케 다항식의 차수와 계수값 조합을 찾는 것으로 파면형상스캔 방법이다. 따라서 앞서 기술한 두 방법을 적용하여 측정 광학면(132)의 형상에 대응하도록 변형거울(120)의 반사면을 변형시킬 수 있다. In most cases, geometric information such as the radius of curvature of the measurement optical surface 132 is provided prior to performing measurements on the measurement optical surface 132. Therefore, first, the diverging / converging lens 130 is selected and configured so as to correspond to the radius of curvature of the measurement object, and then the deformation mirror 120 is deformed to measure the measurement optical surface 132. The method of deforming the deformable mirror 120 to perform the measurement on the measuring optical surface 132 can be performed in two ways. Since the first method is provided in advance in most cases with geometric information such as the radius of curvature and the curvature constant required to produce the measurement optical surface 132 in advance, The second method is applied to a case in which other prior information other than the radius of curvature is unknown, and the shape of the reflecting mirror 120 And the coefficient of the Zernike polynomial representing the Zernike polynomial is transformed into a sequential combination, and the combination of the order and the coefficient of the Zernike polynomial that minimizes the residual wavefront error measured by the wavefront sensor is a wavefront shape scanning method. Thus, by applying the two methods described above, the reflecting surface of the deforming mirror 120 can be deformed to correspond to the shape of the measuring optical surface 132. [

렌즈(130)는 측정 광학면(132)의 형상이 오목한 경우에는 파면을 발산시키고 볼록한 경우에는 파면을 수렴시키는 역할을 하며, 측정 광학면(132)의 곡률에 맞게 구성된다. 렌즈(130)는 변형거울(120)에서 반사된 파면이 측정 광학면(132)에 입사되도록 파면의 수렴 또는 발산시킨다.The lens 130 serves to diffuse the wavefront when the shape of the measurement optical surface 132 is concave and to converge the wavefront when convex, and is configured to match the curvature of the measurement optical surface 132. The lens 130 converges or diverges the wavefront so that the wavefront reflected by the deformed mirror 120 is incident on the measurement optical surface 132. [

파면센서(140)는 변형거울(120)의 변형 범위를 벗어나 측정 광학면(132)의 형상에 대응하지 못한 측정 광학면(132)의 오차 형상, 즉 잔여 파면오차를 측정한다. The wavefront sensor 140 measures an error shape of the measurement optical surface 132 that is out of the deformation range of the deformation mirror 120 and does not correspond to the shape of the measurement optical surface 132, that is, the residual wavefront error.

제어부(150)는 상기 변형거울(120)과 연결되고 상기 측정 광학면(132)의 형상에 대응하도록 상기 변형거울 반사면의 변형을 제어한다. The control unit 150 is connected to the deformed mirror 120 and controls the deformation of the deformed mirror reflecting surface so as to correspond to the shape of the measuring optical surface 132. [

또한, 제어부(150)는 상기 파면센서(140)로부터 측정된 잔여 파면오차를 상기 변형거울 반사면 변형정보에 가산하여 상기 측정 광학면(132)의 형상를 측정한다. 예컨대, 측정 광학면(132)의 형상이 변형거울(120)의 변형범위를 벗어난 경우에 부족한 파면변형의 차이는 잔여 파면오차로 남게 되지만, 변형거울(120)이 만들어 내는 변형거울(120) 반사면의 변형 정보는 입력정보로서 관리된다. 따라서, 변형거울(120)의 변형정보와 파면센서(140)가 측정한 잔여 파면오차를 가산함으로써 측정 광학면(132)의 형상을 정확히 측정할 수 있다. The control unit 150 also measures the shape of the measurement optical surface 132 by adding the residual wavefront error measured by the wavefront sensor 140 to the deformation mirror reflection plane deformation information. For example, when the shape of the measurement optical surface 132 is out of the deformation range of the deformable mirror 120, the difference in the deflection of the deflected wave surface remains as the residual wavefront error, but the deformation mirror 120 The deformation information of the slope is managed as input information. Therefore, the shape of the measurement optical surface 132 can be accurately measured by adding the deformation information of the deformed mirror 120 and the residual wavefront error measured by the wavefront sensor 140.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 변형거울을 이용한 광학면 측정하는 과정을 나타낸 순서도이다. 2 is a flowchart illustrating an optical surface measurement process using a deformed mirror according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, S202단계에서 시준광원(100)은 왜곡없는 광파면을 생성한다. 왜곡없는 광파면은 전술한 바와 같이 파면센서(140)를 사용하여 구성될 수 있으며, 별도의 시준렌즈(104)를 이용하여 광원(102)으로부터 생성되어 시준될 수 있다. 시준광원(100)으로 부터 생성되어 시준된 광파면은 빔스플리터(110)를 통해 반사된다.Referring to FIG. 2, in step S202, the collimated light source 100 generates a distortion-free optical wavefront. The distortion free optical wavefront can be constructed using the wavefront sensor 140 as described above, and can be generated and collimated from the light source 102 using a separate collimating lens 104. The collimated optical wavefront generated from the collimated light source 100 is reflected through the beam splitter 110.

S204단계에서 제어부(150)는 측정 광학면(132)의 형상에 대응하도록 변형거울(120)의 반사면을 변형시키고, 변형거울(120)의 변형정보는 측정 광학면(132)의 형상정보 계산을 위해 제어부(150)에서 관리된다. In step S204, the controller 150 deforms the reflecting surface of the deforming mirror 120 to correspond to the shape of the measuring optical surface 132, and the deformation information of the deforming mirror 120 corresponds to the shape information of the measuring optical surface 132 And is managed by the control unit 150.

S206단계에서 변형거울(120)은 빔스플리터(110)를 통해 반사되어 입사된 광파면을 측정 광학면(132)의 형상에 대응하도록 변형시켜 반사시킨다. In step S206, the deformed mirror 120 reflects the incident light wavefront reflected by the beam splitter 110 to correspond to the shape of the measurement optical surface 132 and reflects the light.

S208단계에서 측정 광학면(132)의 형상이 오목할 경우에는 렌즈(130)를 이용하여 파면을 발산시키고 볼록할 경우에는 파면을 수렴시킨다. If the shape of the measurement optical surface 132 is concave in step S208, the wavefront is diffracted by using the lens 130, and when it is convex, the wavefront is converged.

S210단계에서 파면센서(140)는 측정 광학면(132)에서 반사되어 다시 변형거울(120)과 빔스플리터(110)를 거쳐 입사된 잔여 파면오차를 측정한다. 잔여 파면오차가 발생하는 경우는 변형거울(120)의 구동기가 만들어낼 수 있는 반사면의 변형량(stroke)를 초과하거나, 반사면의 형태를 측정 광학면(132)의 형상에 대응하도록 반사면을 변형시키는 구동기의 수가 충분하지 못할 때이다. 변형거울(120)의 변형제어는 변형거울(120)을 변형시키는 구동기의 동작에 따른 형상변형함수(influence function)를 레이저간섭계를 통해 정확히 측정함으로써 이루어지며, 반사면 변형에 필요한 충분한 수의 구동기가 장착되어 있을 때, 변형이 가능한 범위 안에서는 매우 정밀하게 변형거울(120)의 반사면 변형을 제어할 수 있다. 따라서 변형거울(120)의 변형범위를 벗어난 경우에 부족한 파면변형의 차이는 파면센서(140)에서 잔여 파면오차로 측정된다. 변형거울(120) 반사면을 변형하기 위한 변형정보는 제어부(150)에 의해 입력정보로서 관리되며, 측정 광학면(132)의 형상을 구하는 데 사용된다. In step S210, the wavefront sensor 140 measures the residual wavefront error reflected from the measurement optical surface 132 through the deformation mirror 120 and the beam splitter 110 again. When the residual wavefront error occurs, the reflection surface of the deformable mirror 120 may be deformed such that the deformation amount (stroke) of the reflection surface that can be produced by the actuator is exceeded, or the shape of the reflection surface corresponds to the shape of the measurement optical surface 132 It is when the number of actuators to deform is not enough. Deformation control of the deformed mirror 120 is performed by accurately measuring an influence function according to the operation of the actuator deforming the deformed mirror 120 through a laser interferometer and a sufficient number of actuators When mounted, it is possible to control the reflection surface deformation of the deformable mirror 120 very precisely within a range in which deformation is possible. Therefore, the difference of the deflection of the deflection of the deflecting mirror 120 when it is out of the deformation range is measured as the residual wavefront error in the wavefront sensor 140. Deformation information for deforming the reflecting mirror 120 is managed as input information by the control unit 150 and is used to obtain the shape of the measuring optical surface 132. [

S212단계에서 제어부(150)는 상기 S210단계에서 파면센서(140)가 측정된 잔여 파면오차를 상기 변형거울(120) 변형정보에 가산하여 상기 측정 광학면(132)의 형상을 계산한다. 즉, 변형거울(120)의 변형정보와 파면센서(140)가 측정한 잔여 파면오차를 가산함으로써 측정 광학면(132)의 형상을 정확히 알 수 있다. In step S212, the controller 150 calculates the shape of the measurement optical surface 132 by adding the residual wavefront error measured by the wavefront sensor 140 to the deformation mirror 120 deformation information. That is, the shape of the measurement optical surface 132 can be accurately known by adding deformation information of the deformed mirror 120 and residual wavefront error measured by the wavefront sensor 140.

상기 본 발명의 내용은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. will be. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100 : 시준광원 110 : 빔스플리터
120 : 변형거울 130 : 렌즈
140 : 파면센서 150 : 제어부100: a collimated light source 110: a beam splitter
120: deformation mirror 130: lens
140: wavefront sensor 150: control unit

Claims (4)

변형 없는 광파면을 형성하는 시준광원;
상기 시준광원으로부터 생성된 광파면의 일부는 반사시키고 일부는 투과시키는 빔스플리터;
상기 빔스프리터에 의해 반사된 광파면을 측정 광학면의 형상에 대응하도록 반사면을 변형시키는 변형거울;
상기 광학면이 오목할 경우에는 파면을 발산시키고 볼록할 경우에는 파면을 수렴시키는 렌즈;
측정 광학면에서 반사되어 입사되는 파면을 수신하여 잔여 파면오차를 측정하는 파면센서;
상기 변형거울과 연결되고 측정 광학면에 대응하도록 상기 변형거울의 반사면 변형을 제어하고, 상기 파면센서로부터 측정된 잔여 파면오차를 변형거울 변형정보에 가산하여 상기 측정 광학면의 형태를 측정하는 제어부; 를 포함하며,
상기 제어부는 상기 변형거울 반사면의 형상을 나타내는 제르니케 다항식의 차수와 계수값을 순차적 조합으로 바꾸면서, 파면센서가 측정한 잔류 파면 오차가 최소화되는 제르니케 다항식의 차수와 계수값 조합을 찾는 것을 이용하여 상기 변형거울의 반사면 변형을 제어하는 변형거울을 이용한 광학면 측정 장치.A collimated light source that forms a light wavefront without distortion;
A beam splitter for reflecting part of the optical wavefront generated from the collimated light source and transmitting a part of the optical wavefront;
A deformation mirror for deforming the reflecting surface of the beam splitter so as to correspond to the shape of the measurement optical surface;
A lens for converging the wavefront when the optical surface is concave and converging the wavefront when convex;
A wavefront sensor for receiving the wavefront reflected and incident on the measurement optical surface and measuring the residual wavefront error;
A control unit connected to the deformed mirror and controlling the reflection surface deformation of the deformed mirror so as to correspond to the measurement optical surface and adding the residual wavefront error measured from the wavefront sensor to the deformed mirror deformation information, ; / RTI >
The control unit changes the order and the coefficient of the Zernike polynomial representing the shape of the modified mirror reflection surface to a sequential combination and finds a combination of the order and the coefficient value of the Zernike polynomial that minimizes the residual wavefront error measured by the wavefront sensor Thereby controlling the reflection surface deformation of the deformed mirror. 삭제delete 변형 없는 광파면을 형성하는 단계;
상기 광파면을 측정 광학면의 형상에 대응하도록 변형거울의 반사면을 변형시키고 변형된 반사면의 변형정보로 저장하는 단계;
상기 변형거울의 변형된 변형면에 상기 광파면을 반사시키는 단계;
상기 측정 광학면의 형상이 오목할 경우에는 파면을 발산시키고 볼록할 경우에는 파면을 수렴시키는 단계;
측정 광학면에서 반사되어 입사되는 파면을 수신하여 상기 변형거울이 대응하지 못한 잔여 파면오차를 측정하는 단계;
상기 측정된 잔여 파면오차를 상기 변형거울 변형정보에 가산하여 상기 측정 광학면의 형태를 측정하는 단계;를 포함하는 변형거울을 이용한 광학면 측정 방법.Forming a light wavefront without distortion;
Deforming the reflective surface of the deformed mirror so that the light wavefront corresponds to the shape of the measurement optical surface and storing the deformed reflective surface as deformation information of the deformed reflective surface;
Reflecting the optical wavefront on a deformed surface of the deformed mirror;
Converging the wavefront when the shape of the measurement optical surface is concave, and converging the wavefront when the measurement optical surface is convex;
Receiving a wavefront reflected and incident on the measurement optical surface and measuring a residual wavefront error that the distorted mirror does not correspond to;
And measuring the shape of the measurement optical surface by adding the measured residual wave front error to the deformation mirror deformation information. 제3항에 있어서, 상기 변형거울을 변형시키는 단계는,
곡률반경, 곡률상수와 같은 기하학적 정보를 이용하여 상기 측정 광학면의 형상에 대응하도록 제르니케 다항식의 차수와 계수값을 설정하여 상기 변형거울의 반사면을 변형시키는 제1 변형과정;
상기 변형거울 반사면의 형상을 나타내는 제르니케 다항식의 차수와 계수값을 순차적 조합으로 바꾸면서, 파면센서가 측정한 잔류 파면 오차가 최소화되는 제르니케 다항식의 차수와 계수값 조합을 찾는 제2 변형과정; 중 어느 하나의 과정을 이용하여 변형시키는 것인 변형거울을 이용한 광학면 측정 방법.4. The method of claim 3, wherein deforming the deformed mirror comprises:
A first transformation process of transforming the reflection surface of the deformed mirror by setting the order and the coefficient of the Zernike polynomial to correspond to the shape of the measurement optical surface using geometric information such as a radius of curvature and a curvature constant;
A second transformation process for finding a combination of a degree of a Zernike polynomial and a coefficient value in which a residual wavefront error measured by a wavefront sensor is minimized while changing the order and coefficients of a Zernike polynomial representing the shape of the modified mirror reflection surface to a sequential combination; Wherein the optical surface is deformed by using any one of the following methods.
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