近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所精密光學(xué)制造與檢測中心研究團(tuán)隊(duì)在Φ600mm口徑干涉儀絕對檢測技術(shù)研究方向取得新進(jìn)展，提出一種基于多表面干涉原理的原位絕對面形檢測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)Φ600mm口徑干涉儀標(biāo)準(zhǔn)平晶絕對面形誤差的原位測量，相關(guān)成果于2月26日發(fā)表在Optics and Lasers in Engineering上。 

　　天文及空間光學(xué)、高功率激光裝置、超強(qiáng)超短激光裝置，以及自由電子激光裝置等重大項(xiàng)目驅(qū)動、大口徑高精度光學(xué)元件的需求日益增加，傳統(tǒng)的大口徑光學(xué)元件干涉檢測方法主要采用的相對測量法檢測精度受干涉儀自身標(biāo)準(zhǔn)平晶面形精度的制約，特別是當(dāng)待測大口徑光學(xué)元件面形PV值（Peak to Valley, PV，峰值與谷值的差值）要求優(yōu)于0.1λ（波長λ=632.8nm）時，干涉儀參考平晶引入的系統(tǒng)誤差便不能再忽略。絕對面形檢測法是一種能夠?qū)崿F(xiàn)將參考平晶面形誤差從測量結(jié)果中分離出去，從而得到被測元件絕對面形的方法，可實(shí)現(xiàn)亞納米量級精度的面形測量。  

　　上海光機(jī)所研究人員提出一種基于多表面干涉原理的原位絕對面形檢測方法，通過一個輔助透射平晶和四組測量即可完成絕對面形測量，設(shè)計大口徑平晶旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，通過三個Φ600mm口徑平晶兩兩組合及輔助平晶的旋轉(zhuǎn)測量，實(shí)現(xiàn)Φ600mm口徑干涉儀標(biāo)準(zhǔn)透射及反射平晶面形誤差的原位絕對測量。與現(xiàn)有的大口徑光學(xué)元件絕對面形誤差檢測方法相比，該方法無需移動置換干涉儀自身的標(biāo)準(zhǔn)透射平晶，無需旋轉(zhuǎn)標(biāo)準(zhǔn)反射平晶，這極大地提高了測量穩(wěn)定性，并降低了拆卸大口徑干涉儀標(biāo)準(zhǔn)平晶的風(fēng)險，并且該方法在獲得低頻波面誤差的同時也不會損失中頻波面誤差信息。研究人員在Zygo公司生產(chǎn)的24吋激光平面干涉儀上開展了測量實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)表明該方法的測量重復(fù)性精度RMS（Root Mean Square, RMS，均方根值）優(yōu)于2nm，與Zygo公司提供的標(biāo)準(zhǔn)平晶出廠絕對面形之間的波面殘差RMS優(yōu)于3nm。  

　　該研究成果可提升現(xiàn)有Φ600mm口徑激光平面干涉儀的檢測精度，為大口徑高精度光學(xué)元件加工提供高置信度的測量結(jié)果，還可為相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)建立提供理論和技術(shù)支撐。  

　　相關(guān)工作得到了重大專項(xiàng)項(xiàng)目、中科院科研裝備研制項(xiàng)目等支持。 

　　論文鏈接  

　　圖1 基于多表面干涉原理的原位絕對面形檢測原理圖 

　　 Φ600mm口徑干涉儀標(biāo)準(zhǔn)透射平晶A（a）、標(biāo)準(zhǔn)反射平晶B（b）、以及輔助平晶C（c）的絕對面形誤差結(jié)果 

　　本文方法測量結(jié)果與Zygo公司測量結(jié)果之間的波面殘差結(jié)果：（a）標(biāo)準(zhǔn)透射平晶A；（b）標(biāo)準(zhǔn)反射平晶B