近期，中國(guó)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(cè)中心研究團(tuán)隊(duì)在Φ600mm口徑干涉儀絕對(duì)檢測(cè)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(duì)面形檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)Φ600mm口徑干涉儀標(biāo)準(zhǔn)平晶絕對(duì)面形誤差的原位測(cè)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(dòng)、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(cè)方法主要采用的相對(duì)測(cè)量法檢測(cè)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(cè)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(zhǎng)λ=632.8nm）時(shí)，干涉儀參考平晶引入的系統(tǒng)誤差便不能再忽略。絕對(duì)面形檢測(cè)法是一種能夠?qū)崿F(xiàn)將參考平晶面形誤差從測(cè)量結(jié)果中分離出去，從而得到被測(cè)元件絕對(duì)面形的方法，可實(shí)現(xiàn)亞納米量級(jí)精度的面形測(cè)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(duì)面形檢測(cè)方法，通過一個(gè)輔助透射平晶和四組測(cè)量即可完成絕對(duì)面形測(cè)量，設(shè)計(jì)大口徑平晶旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，通過三個(gè)Φ600mm口徑平晶兩兩組合及輔助平晶的旋轉(zhuǎn)測(cè)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(duì)測(cè)量。與現(xiàn)有的大口徑光學(xué)元件絕對(duì)面形誤差檢測(cè)方法相比，該方法無需移動(dòng)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(cè)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(xiǎn)，并且該方法在獲得低頻波面誤差的同時(shí)也不會(huì)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(cè)量實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)表明該方法的測(cè)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(duì)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(cè)精度，為大口徑高精度光學(xué)元件加工提供高置信度的測(cè)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(duì)面形檢測(cè)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(duì)面形誤差結(jié)果 

　　本文方法測(cè)量結(jié)果與Zygo公司測(cè)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