光栅移相点衍射干涉仪及其测量误差

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1、分类号043.1密级一不涉密UDC53・7编号中国科学院研究生院硕士学位论文光栅移相点衍射干涉仪及其测量误差何国良指导教师邢廷文研究员申请学位级别硕士学科专业名称光学工程论文提交日期2009420论文答辩日期200965培养单位中国科学院光电技术研究所学位授予单位中国科学院研究生院答辩委员会主席马文礼本人申明本人郑重申明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本

2、人承担。论文作者签名：日期：关于学位论文使用授权的声明本人完全了解中国科学院光电技术研究所有关保留、使用学位论文的规定，同意中国科学院光电技术研究所保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权中国科学院光电技术研究所可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。（保密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：导师签名：H期：近年來，随着光刻技术的不断发展，传统的光学加工检测技术面临着越來越多的挑战。移相点衍射干涉仪作为一种新型的高精度干涉测量仪器，在接近衍射极限的光

3、刻系统的面形检测中有很重要意义。但目前这种仪器在国内的发展并不是很成熟，为了使这种新型仪器尽快应用于实际测量，本文在以下几个方面进行了研究，主要包括：首先，在了解了传统点衍射干涉仪的特点之后，重点研究了一种结构简单、抗环境扰动能力强的基于光栅移相的点衍射干涉仪，对这种干涉仪的基本结构和测量原理进行了阐述，并详细介绍了其对光学面形的测量方法和过程，分析了干涉仪的主要结构参数以及相互之间的依赖关系。其次，为了提高移相点衍射干涉仪的测量精度，采用理论计算和软件模拟的方法，重点分析了各种测量误差的大小和存在形式，其屮包括系统结构引起的系统误差，光源和探测器引起的测量误差，光栅

4、引起的移相误差，以及振动、空气扰动等环境因素引起的测量误差等。同时，提出了相应的抑制或减小测量误差的方法，这些方法对提高移相点衍射干涉仪的测量精度有重要意义。最后，结合点衍射干涉仪的具体结构，为实现特定的测量精度，对误差控制的各个方面提出了总体性的要求，指出了误差控制的重点和方向，并对以后的工作进行了展望。关键词：干涉测量；移相；点衍射干涉仪；面形检测；测量课差作者签名：GratingPhase-shiftingPointDiffractionInterferometerandItsMeasurementErrorsABSTRACTRecentyears,withth

5、erapiddevelopmentofthelithographytechnology,conventionaltechniquesofopticalmanufactureandmeasurementarefacedwithgreatchallenge.Asanew-styleinterferometerwithhighprecision,phase-shiftingpointdiffractioninterferometer(PS-PDI)issignificantintestingdiffraction-limitedopticsandopticalfigures

6、・However,thenewinstalmentdevelopedbyfarisnotverymatureinChina.Inordertoapplyittopracticeprojectsassoonaspossible,manythingshavetobedoneforus.ThisdissertationdiscussessomeproblemsaboutthePS-PDIasfollows-Firstly,apointdiffractioninterferometerbasedongratingphaseshiftingisresearchedafteran

7、alyzingtheadvantagesanddisadvantagesoftheconventionalpointdiffractioninterferomete匚Thebasicconfigurationandmeasurementprinciplesoftheinterferometerareintroduced,andthentestingmethodsoftheopticalsurfacesaredescribedindetail.Furthermore,themainconfigurationparametersoftheinterfer