近空值子孔径测量的拼接的制作方法

专利名称：近空值子孔径测量的拼接的制作方法
技术领域：
波阵面测量提供对特别是高品质光学元件的表面形状或透射特性的精确测量。本 发明涉及用于测量非球面形状的近空值条件下(near-null conditions)下的子孔径波阵 面狈Ij量(subaperture wavefront measurement)方法禾口系统。
背景技术：
许多光学系统装有非球面光学元件，以改善性能或减小系统中光学元件的数量或 尺寸。多数这种非球面光学元件包括具有在正交方向上发生变化或根据位置发生变化的有 限曲率的表面。其它一些非球面光学元件包括仅处于一个方向但会根据位置发生变化的有 限曲率。因此，这些非球面光学元件的表面偏离球面、柱面和平面等常规光学形状。此外， 还有一些非球面光学元件包括相似地随着位置发生变化的折射率。基于波阵面测量的子孔径拼接技术(subaperture stitching techniques)已经 有效地用于测量多种此类非球面光学元件或相似测试对象。各子孔径在彼此部分重叠的同 时，整体覆盖欲测测试对象的整个区域，以提供将子孔径测量元组合成期望的满孔径测量 元的可比较基础。通常，各个子孔径将测试对象的有限局部区域与球面进行比较，方法是例如从测 试对象的局部区域反射球面测试波阵面，并比较反射的波阵面与初始的球面波阵面。测试 对象的局部区域与基准球面形状的任意偏差均被并入反射的测试波阵面的形状中。有多种 技术可用于比较测试波阵面的形状与初始基准波阵面，例如通过形成干涉图案，但是这种 比较的有效测量范围是有限的。例如，干涉图案的条纹密度可能超过可解决的限度。因此， 子孔径的尺寸受到限制，以使局部区域保持与球面相当，并增加子孔径的数量以覆盖期望 的测试面面积。形状在局部区域与球面形状偏差极大的测试对象可能需要更多数量的子孔 径测量元，这会增加测量时间、计算复杂性、噪音、和其它误差源。某些用于测量旋转对称测试对象的轴上波阵面测量将具有同心环区域形状的多 个子孔径拼接在一起。进行焦距或其它调节，以改变测试波阵面的局部曲率，来匹配不同环 形区域的预期曲率。除沿测试对象的轴随着距离渐渐改变基准球面的曲率以匹配不同环形 区域的名义曲率外，已提出了对测试波阵面做第四阶和更高阶的旋转对称变化，来匹配在 测试对象的较大环形区域内的曲率波动。虽然对测试波阵面的更高阶的旋转对称变化减少了覆盖测试对象期望面积所需 的测量元数量，但是用于进行这些轴上测量所需的光学元件仍然需要，类似于其它轴上测 量，相对于测量元的最大环形区域确定尺寸。测量光学元件的成本大致随着尺寸和数值孔 径而增加，而大型测量光学元件难以制造为所需精度。另外，测试波阵面超过测试对象所给 予的任意相对形状变化都必须被精确地知道，以相对于初始基准波阵面比较测试对象。虽 然有人提出随着给予测试波阵面变化所需的光学元件中的相对运动来精确测量波阵面修 正光学元件，但是申请人发现波阵面修正光学元件的实际与预测性能之间的差异会向测试 波阵面中引入系统误差。也就是说，过度依赖波阵面修正光学元件的校准会产生似是而非的测量结果，其中波阵面修正光学元件偏离它们的预期形状的误差与测试对象偏离其预期 形状的误差是不可分辨的。还有人提出了使用匹配非球面波阵面的方法，来进行非球面测试对象的满孔径测 量。然而，在测量光学元件的所需尺寸以及精确再现期望非球面波阵面的难度方面明显具 有相似的问题，尤其是在非球面波阵面必须能被调整以测量不同非球面测试对象时。这种 波阵面修正光学元件，其可呈空间光调制器、可变形反射镜或可调节透镜组件的形式，趋于 比欲测非球面测试对象复杂，并且精确监视波阵面修正光学元件的某些尺寸也不能保证波 阵面修正光学元件的实际性能免于系统误差，特别是形成为测试对象的似是而非的人为误 差的高阶误差。

发明内容
本发明，在其一些优选实施例中，涉及用于对非球面光学元件或其它测试对象进 行子孔径测量的方法和系统。子孔径测量元能够被尺寸独立于测试对象整体尺寸的光学元 件收集，并且能够基于可选的波阵面形状，以在抵消伴随性系统误差的同时，增加子孔径的 尺寸。能够从围绕单个测试对象的不同角度位置收集尺寸相似的子孔径测量元。可变光学 像差仪相对修正测量波阵面形状，以大致匹配不同子孔径内的测试对象的意图形状。虽然可变光学像差仪优选在原位被模型化和测量，以估算单个调节对测量波阵面 的形状的影响，但是可变光学像差仪对测量波阵面形状的估算影响主要用于近空值操作的 目的，例如大致匹配测试对象的意图非球面特性，并且可变光学像差仪的估算影响与可变 光学像差仪的实际影响之间的任意残留差异在拼接操作内得到解决。例如，与可变光学像 差仪的模型内的变量有关且代表子孔径测量元内的系统误差的量度的补偿器，能够从测试 对象的重叠测量得到解决。虽然可变光学像差仪能实现减少测量测试对象所需的子孔径 测量元的数量，但是子孔径的尺寸优选受到限制，以便能够在子孔径测量元之间得到足够 的重叠区域，以用于解决由可变光学像差仪和度量系统内的任意其它识别源引起的系统误 差。能够在宽范围的非球面测试对象内获得高精度的波阵面测量，同时减少与非球面波阵 面形状相关联的不确定性。为了解决与可变光学像差仪的使用相关联的系统误差，可变光学像差仪优选对于 多个子孔径测量元保持为相同的设置。因此，在可变光学像差仪的一个给定设置下，一组 系统误差可与子孔径测量元的各子集相关联。可定义拼接补偿器的特定类别，来特征化这 种系统误差，以减少误差对测试对象的测量的影响。通常，补偿器是能够自由地对各子孔 径测量元采取不同值的类型，称为自由补偿器；或者补偿器是受到约束以对所有子孔径测 量元采取单个值的类型，称为互锁补偿器。一种特殊的补偿器，其能够与可变光学像差仪的 一些单个设置相关联，受到约束在与可变光学像差仪的一个给定设置相关联的子孔径的各 子集内采取大致相同的值，而自由地在与可变光学像差仪的不同设置相关联的子孔径的不 同子集之间采取不同的值，这种补偿器以下称为部分互锁补偿器(partially interlocked compensators) 0可变光学像差仪的其它系统误差能够表示为互锁或自由补偿器。相似地， 整个度量系统中的其它系统误差能够表示为自由补偿器、部分互锁补偿器和互锁补偿器的 不同组合。实施本发明的一个方法涉及有益地扩展用于测量非球面测试对象的度量系统的操作范围。波阵面传播器以多种不同关系与物理测试对象相关联。通过使用对波阵面形状 具有有限捕捉范围的波阵面测量仪对测量波阵面的形状进行测量，来在各种不同关系下获 得测试对象的部分重叠的波阵面测量元。可变光学像差仪以不同关系在有限数量的测量元 之间使测量波阵面重新成形，来将测量波阵面保持在波阵面测量仪的捕捉范围内。用于将 部分重叠测量元组合成合成测量元的操作包括这样的补偿器，其在用于减少测量元的重叠 部分之间的差异的操作中取值，所述差异至少部分归因于可变光学像差仪对所述测量波阵 面的重新成形操作。优选地，可变光学像差仪在使测量波阵面重新成形的设置的一个范围内是可调节 的。补偿器可具有一个振幅和一个函数形式，该函数形式限定测量波阵面的形状变化，其大 小通过所述振幅是可调整的。所述补偿器中包括部分互锁补偿器，其优选受到约束以在可 变光学像差仪的同一设置下所取的一组测量元内获得大致共同的振幅。然而，所述部分互 锁补偿器优选能够自由地在可变光学像差仪的另一设置下所取的另一组测量元内获得另 一大致共同的振幅。所述部分互锁补偿器能够至少部分解决在可变光学像差仪的一个特定设置下生 成的测量波阵面形状的估算变化与在可变光学像差仪的该特定设置下生成的测量波阵面 形状的实际变化之间的差异。在可变光学像差仪的各个设置下生成的测量波阵面的估算形 状变化可基于可变光学像差仪的一个模型。如此，所述部分互锁补偿器中至少一个的函数 形式优选使可变光学像差仪的所述模型内的一个变量与能够通过振幅调整大小的测量波 阵面的形状变化相关。可变光学像差仪能够在各设置之间重新配置，并且至少一个部分互 锁补偿器能够与可变光学像差仪的重新配置相关联。波阵面测量仪可以是干涉仪，因此，测量波阵面可包括测试波阵面和基准波阵面 两者。测试波阵面传播至与测试对象相遇，而测试波阵面的所得形状与基准波阵面进行相 比。在测试波阵面的所得形状使条纹密度增加超过可充分解析的限度的情况下，可变光学 像差仪改变测试波阵面和基准波阵面中至少一个的形状，以系统地减少测试波阵面与基准 波阵面之间的差异。替代地，波阵面测量仪可以是用于测量有限范围的波阵面形状的波阵面传感器。 波阵面发生器用于生成一种测量波阵面，其形状处于能够被波阵面传感器测量到的有限范 围的波阵面形状内。测量波阵面传播至与测试对象相遇，以根据测试对象的物理特性改变 测量波阵面的形状。可变光学像差仪改变测量波阵面的形状，以使由与测试对象相遇引起 的测量波阵面形状变化与通过可变光学像差仪使测量波阵面重新成形的组合效果，使测量 波阵面的形状保持在能够被波阵面传感器测量到的有限范围的波阵面形状内。实施本发明的另一方法涉及从物理测试对象的多个部分重叠的测量元组合出一 个物理测试对象的合成测量元。测量测试对象的物理性质的多个部分重叠的数据映像，从 与测试对象相遇的测试波阵面获得。各数据映像从与一个基准做比较的测试波阵面的形状 取出。在有限数量的数据映像的获取之间，独立于测试对象，相对于所述基准相对改变测试 波阵面的形状，以减少测试波阵面的形状与基准之间的差异。评估数据映像的重叠区域，以 特征化在数据映像的获取之间的波阵面形状的相对变化。根据测量之间波阵面形状相对变 化的特征来修改数据映像，以将部分重叠的数据映像组合成一个合成数据映像。该合成数 据映像可作为测试对象的外部示意图(external r印resentation)被显示出来或以其它方式输出°优选地，估算由测试波阵面与测试对象相遇引起的测试波阵面的形状变化，并抵 消测试波阵面形状的估算变化的至少一部分。另外，还估算测试波阵面相对于基准的相对 形状变化，并使测试波阵面相对于基准的估算相对形状变化与测试波阵面相对于基准的实 际相对形状变化区分开，以特征化数据映像中的系统误差。在抑制与测试波阵面相对于基 准的相对形状变化相关联的数据映像的系统误差的影响的同时，将部分重叠的数据映像组 合成所述合成数据映像。补偿器优选限定成至少部分地解决测试波阵面相对于基准的估算相对形状变化 与测试波阵面相对于基准的实际相对形状变化之间的差异。所述补偿器包括部分互锁补偿 器，其受到约束以在相对于基准保持测试波阵面形状的同时获得的一组数据映像内获得大 致共同的值。实施本发明的一个相关方法涉及从物理测试对象的多个子孔径测量元组合出一 个物理测试对象的合成测量元。生成一个测量波阵面，该测量波阵面传播经由与可变光学 像差仪和物理测试对象相遇后，到达对波阵面形状具有有限捕捉范围的波阵面测量仪。在 波阵面传播器与物理测试对象之间，经由一连串离轴位置，相对于物理测试对象的轴，使波 阵面传播器的轴步进。所述波阵面传播器配置成传送测量波阵面到测试对象。在有限数量 的离轴位置之间调节可变光学像差仪，以将测量波阵面的形状保持在波阵面测量仪的捕捉 范围内。在所述一连串离轴位置，通过波阵面测量仪收集测试对象的部分重叠的子孔径测 量元。评估子孔径测量元的重叠部分内的不匹配测量元，以特征化(characterize)可变光 学像差仪对子孔径测量元的影响。在忽略可变光学像差仪对子孔径测量元的被特征化的影 响的同时，将测试对象的子孔径测量元拼接在一起，形成合成测量元。可变光学像差仪对子孔径测量元的影响可建立成一个模型，并且可改变该模型内 的变量的值，以减少子孔径测量元的重叠部分内的不匹配测量元。可在可变光学像差仪保 持为固定设置的同时，绕测试对象的轴步进波阵面传播器的轴，以收集测试对象的一组径 向子孔径测量元。所述模型内的至少一部分变量可受到约束，以对各个共同径向子孔径测 量元包括大致共同的值。实施本发明的再一相关方法涉及从物理对象的测试面的多个重叠的子孔径数据 映像合成物理对象的测试面的合成数据映像。测试面的多个子孔径数字数据映像是通过度 量系统从测试面的多个区域收集到的。各个这种映像的至少一部分与至少一个邻接映像的 一部分重叠，以生成重叠数据区域。使部分互锁补偿器与数据映像中的系统误差相关联，所 述系统误差预计在子孔径数据映像的组内是共同的，但在子孔径数据映像的组之间是不同 的。各个部分互锁补偿器具有振幅和函数形式，该函数形式限定子孔径数据映像的变化，而 变化的大小通过振幅是可调整的。所述部分互锁补偿器受到约束，以便在能够自由地在子 孔径数据映像组之间获得不同振幅的同时，在子孔径数据映像的各组内获得大致共同的振 幅。从重叠区域中的各个数据映像中，识别出使不匹配数据最小化的部分互锁补偿器的振 幅，以隔离数据映像中的系统误差。在抑制隔离出的系统误差的影响的同时，将各数据映像 合成为一个合成数据映像，作为测试面的示意。除部分互锁补偿器外，实施方法还可包括(a)使自由补偿器与预期在所有子孔 径数据映像中均不相同的数据映像中的系统误差相关联，所述自由补偿器具有自由的振幅范围；(b)使互锁补偿器与预期在所有子孔径数据映像中均相同的数据映像中的系统误差 相关联，锁定的补偿器受到约束，以对所有子孔径数据映像获得大致共同的振幅。自由和互 锁补偿器中每一个均具有振幅和函数形式，该函数形式限定子孔径数据映像的变化，而变 化的大小通过振幅是可调整的。从重叠区域中的各个数据映像中，识别出使不匹配数据最 小化的自由和互锁补偿器的振幅，以隔离数据映像中的额外的系统误差。本发明也可表示为用于测量测试对象的波阵面测量系统。一支持物包括用于安装 测试对象的安装轴。波阵面传播器沿测量轴相对测试对象往返传送测量波阵面。波阵面测 量仪基于一个基准测量所述测量波阵面的形状。可调节的机床轴提供在支持物的安装轴与 波阵面传播器的测量轴之间的离轴运动，以捕捉覆盖测试对象的部分重叠区域的多个子孔 径测量元。可变光学像差仪相对于所述基准相对改变测量波阵面的形状。包含在计算机可 读介质中的数据结构包括补偿器，各补偿器具有可变的振幅和函数形式，该函数形式限定 测量波阵面的形状变化，而形状变化的大小通过振幅是可调整的。处理器在用于将子孔径 测量元组合成合成测量元的操作中计算补偿器的振幅，方法是确定使子孔径测量元的重叠 部分之间的差异最小化的补偿器的振幅，所述差异包括由可变光学像差仪造成的测量波阵 面形状的相对变化所引起的差异。所述数据结构包括可变光学像差仪的一个模型，其能够访问处理器，以估算由可 变光学像差仪引起的测量波阵面形状的相对变化。补偿器优选至少部分地解决由可变光学 像差仪引起的测量波阵面形状的估算变化与由可变光学像差仪引起的测量波阵面形状的 实际变化之间的差异。可变光学像差仪优选包括可重新配置的光学元件，其能够被重新配置，以向测量 波阵面的形状中并入像散、彗差和三叶形(trefoil)中的至少一个。例如，所述可变光学像 差仪可包括至少两个能够相对移动的光学元件，它们相对于彼此是可调节角度的。更具体 地说，可变光学像差仪可以是可调节的棱镜装置，具有至少两个相对可调节的棱镜。


图1是本发明的多轴度量系统的等距视图。图加是图1所示仪器中的六轴的示意性等距视图。图2b是图1所示仪器的旋转轴之间的偏移量的示意性等距视图。图3是波阵面测量仪的内部样品图，示出了配置有三个不同测试光学元件用于测 量的输出光束。图4示出了多轴度量系统的一部分，在波阵面测量仪与用于安装非球面测试对象 的支持物之间增加有可变光学像差仪。图5示出了覆盖测试对象的表面的部分重叠的子孔径的栅网，同时示出了其侧视 图用于对比。图6a、6b、6c是各种测量波阵面的曲线图，包括示出了可变光学像差仪的影响的 波阵面。图7和8示出了使用可变光学像差仪的不同设置来收集不同孔径角的子孔径测量元。图9是可变光学像差仪的一个示例的详情图，示出了像差仪的各种设置。
图IOa和IOb是在可变光学像差仪的两个不同设置下、绘出基于补偿器的系统误 差的预期影响的曲线图。图Ila和lib示出了一个替代的波阵面测量仪，图Ila类似于图3，但是以 Shack-Hartman波阵面传感器的相应配置代替了 Fizeau干涉仪配置，而图lib放大地示出 了传感器自身。
具体实施例方式本发明的优选实施例涉及度量系统及其使用方法，特别是将子孔径测量元合成为 或以其它方式组合成为合成测量元的系统，以及用于测量非球面测试对象的这种系统和方 法的改进。显著地，各实施例能实现增加子孔径测量元的有效范围，具有节省成本和时间、 以及改善测量精度的潜力。图1示出了这种度量系统的一个示例。图示度量系统10包括波阵面测量仪12，例 如干涉仪，其安装至(嵌入)多轴机床14，多轴机床14限定出一个工作站，该工作站具有夹 盘或载物台18，用于在测量期间接收和移动测试对象20。多轴机床14在波阵面测量仪12 与支持测试对象20的夹盘或载物台18之间提供六个运动轴。如图加和2b所示的六个运 动轴包括三个提供平移的机械轴(X，Y，Z)和三个提供旋转的机械轴(A，B, C)。为了论述的目的，认为平移轴X、Y、Z相互垂直，旋转轴B平行于平移轴Y，旋转轴 B、C相互垂直，并且旋转轴A、C也相互垂直。在高品质机床平台中，例如计算机数控机床中 采用的，这些假设在微米级表面拓扑所需的误差范围内基本是正确的。作为这里使用的约 定，当旋转轴B和C设定为零时，旋转轴A沿平移轴Z取向。平移轴Z在旋转轴B、C的任意 其它位置，均不平行于旋转轴A(当然180°旋转时除外)。沿着或围绕这六个机械轴的运动优选独立受控于相应的致动器16，例如具有常规 支座和驱动联结件(例如传动装置)的步进马达组件等。单个机械轴可受自动或手动控制。 控制的类型不是该过程的实质部分。可使用不同数量的机械轴，伴随不同的取向和机械轴 之间的偏移量，以便能够适于通过一系列期望的相对位置相对于夹盘或载物台18来相对 移动波阵面测量仪。机床各轴的任意对齐不良能够在度量系统10的校准期间或后续拼接 操作期间得到调节，正如共同受让的名为“Method for Calibrating the Geometry of a Multi-Axis Metrology System”的美国专利No. 7，173，691所公开的，该专利在这里通过引 用并入本文。除干涉仪外，波阵面测量仪12还可为各种形式，包括例如Siack-Hartmarm波阵面 传感器。然而，如图3所示，波阵面测量仪图示为Fizeau干涉仪。光源1 发出一束相干 光，被透镜12b聚焦后经焦点形成扩张的光束。分束器12c接收该扩张的光束，并沿测量仪 12的内部光轴31反射光束的一部分。准直透镜12d在透射球面(transmission sphere) 28 前使光束平行化，而透射球面28进一步使平行化的光束30成形，并将成形的光束分成测试 光束和基准光束。形成透射球面观的最后一个表面的基准面四呈球面形式，匹配于入射 至基准面四的进一步成形的光束的波阵面形状。可用透射平面、透射柱面或其它透射形状 代替透射球面观，来提供其它基准面形状。入射光束的一部分以基准波阵面的形式被基准面四回射，其余光束以测试波阵 面的形式透过基准面四。优选地，测量仪12的内部光轴31延伸成平行于测量仪12的外部光轴34以及Z轴运行方向。在图示的球面形式中，测试波阵面沿外部测量轴34传播，经焦 点36会聚，以在凹状形式和凸状形式之间转换。具有互补凸面和凹面形状的可选测试对象 42.46a.46b图示为沿测量轴34位于不同位置。测试波阵面被遇到的测试面43、47a、47b中的任一个反射，经由透射球面28重新 进入测量仪12，并与反射的基准波阵面一起传播穿过准直透镜12d至分束器12c。返回光 的一部分透射穿过分束器12c以及透镜12e，以将遇到的测试面的图像聚焦到检测器12g 上。透镜1 优选选择成使光平行化(在图像空间中使系统远心)。平面12i与遇到的通 过各光学元件后的测试面43、47a或47b名义共轭(nominally conjugate)。调焦轴F实现 沿光轴31移动检测器12g至与共轭平面12i重合的位置，从而对特定的测试面43、47a或 47b获得最佳的聚焦。优选地，检测器12g包括CCD (电荷耦合器件)传感器阵列(其可在 封装体1 中包括其它视频电子装置)，但是也可包括漫射盘(其将在封装体1 中包括额 外的中继成像光学元件)。通常，波阵面测量仪的光学元件将波阵面成像到检测平面上(波阵面的强度和/ 或相位在这里得到记录)。这种测量仪通常需要将测试下的表面(或光学系统)安置到距 测量仪特定距离的地方，如图3所示。最佳距离取决于测量仪的光学元件以及测试面的曲 率半径，并大致相当于共焦配置，其将测试面曲率的名义中心定位成与测量仪的焦点36重 合。因此，具有不同半径的不同测试面，例如表面43、47a、47b，被安置成距测量仪为不同距 离(并具有不同的物轭(object conjugate))。测量仪检测平面的最佳位置(12g与像轭 12 重合)随之改变，通常相应于下式111—+ := —(1)Obj img f其中，“obj”是从测试面到测量仪的第一主平面12P1的位移，“img”是从测量仪的 后主平面12P2到像面(即检测平面的最佳位置)的位移，而“f”是测量仪的光学系统的焦距。测量仪操作者能够手动(并从视觉上)调节检测平面12g(因此“图像”)，来对给 定的测试构造获得最锐利的图像(12g与测试面的像轭12i重合)。当获得最佳聚焦时，通 常需要物理边缘或一些其它高对比度的特征(例如部件边缘或一张纸插入测量仪波阵面 中以临时提供供聚焦于其上的边缘)，来供操作者辨别。然而，也可采用自动调焦，正如名为 “Method for Accurate High-Resolution Measurements of Aspheric Surfaces，，的共同 受让美国专利No. 7，433，057所公开的，该专利在这里通过引用并入本文。波阵面测量仪12相对于待测量的测试面43、47a或47b获得最佳焦点位置是重要 的，原因有二。第一，对于将个体测量点映射到它们在测试面43、47a或47b上的相应点来 说，最佳调焦是重要的。第二，最佳调焦对以下情况也很重要使测试波阵面的曲率匹配于 测试面43、47a或47b的预期曲率(所谓的“空值”条件)，以在测试面43、47a或47b匹配 于基准面四时，使返回的测试波阵面确切匹配于基准波阵面。然而，对于测量偏离球面形状的非球面测试面，使用球面基准面能够获得的最佳 情况一般是近空值条件。也就是说，即使非球面测试面做得完全符合规格，在返回的测试波 阵面与基准波阵面之间也需要一些偏差(即偏离空值条件)，来解决非球面表面与球面基 准面的意图偏差。干涉仪和其它波阵面测量仪一般具有有限的捕捉范围，经此能够测量与基准面或其它基准存在偏差的测试波阵面。在干涉仪中，在所得干涉图案内的条纹浓度能 够超过可解决的限度。因此，非球面表面与基准形式的偏差会弱化波阵面测量仪12的测量 范围的至少一部分。如图4所示，本发明一实施例在波阵面测量仪12的透射球面28与多轴机床14的 夹盘或载物台18之间插入可变光学像差仪(aberrator)50。夹盘或载物台18用作安装和 定位非球面测试对象52的支持物。非球面测试对象的非球面测试面M优选具有取向为与 多轴机床14的旋转轴A重合的旋转对称轴。可变光学像差仪50使沿波阵面测量仪12的外部轴34传播的测量波阵面60 (例 如Fizeau干涉仪的测试波阵面)重新成形，必要时形成为重新成形的测量波阵面62，以便 更密切地匹配非球面测试面M的预期局部形状。可变光学像差仪50实现的重新成形量可 匹配于以下二者之间的差异(a)从例如非球面测试面M的设计规格所取的对整个测量区 域的非球面测试面M的估算形状、(b)用于比较非球面测试面M的基准面形状或其它基 准。或者，例如在不能得到关于非球面测试面M的预期形状的信息时，可经由对测量波阵 面60的一系列调节，重复循环可变光学像差仪50，测试出测量质量的量度，例如明晰的条 纹间隔，直到达到近空值条件。无论哪种方法，可变光学像差仪50均使度量系统10恢复至 至少在波阵面测量仪12的捕捉范围内为近空值条件。作为子孔径波阵面测量结果由波阵面测量仪12收集到的图像数据在计算机处理 器56内被转变成子孔径数据映像(data map)，其能够从数字上表示测试对象52的物理特 征，例如表面形貌。数据也优选被收集在计算机处理器56内，以监视可变光学像差仪50的 设置。另外，关于可变光学像差仪50和测试对象52两者的信息优选存储在可访问计算机 处理器56的数据结构(例如计算机可读介质)中，以估算可变光学像差仪50和测试对象 52两者对测量波阵面的效果。涉及测试对象52的信息可用于预测测试对象52的测试面M 与例如基准面四等基准数据之间的局部差异，以确定获得近空值条件所需的测量波阵面 重新成形量。涉及可变光学像差仪50的信息可用于调节光学像差仪至获得近空值条件所 需的测量波阵面重新成形所需的设置。另外，涉及可变光学像差仪50对测量波阵面的效果 的估算可并入对子孔径数据映像的处理，以区分归因于测试对象52的波阵面效果与归因 于可变光学像差仪50的波阵面效果。计算机处理器56还实现将子孔径数据映像组合成合 成映像，其进一步构成可变光学像差仪50的残余波阵面效果，正如后面将详细描述的。输 出装置58，例如显示器或者其它通信或数据表示装置，可用于将合成映像表示成测试对象 52的物理示意，以便实用于例如对测试对象52的检查、质量评定、或进一步制造。虽然测量波阵面重新成形的可能性能够消除对在整个测试面内匹配测量波阵面 的子孔径拼接的需要，但是子孔径拼接能提供额外的优点。在有限孔径尺寸内的近空值处 理(near-nulling)减少测量非球面测试对象所需的波阵面重新成形的范围。能够使用更 简单、更容易控制、且更可预测的可变光学像差仪。相反，可变光学像差仪的波阵面调节的 给定范围能够实现测量更大范围的非球面测试面。虽然由拼接的合成测量元覆盖的测量面 积并不一定大于由组合成合成测量元的单个子孔径测量元覆盖的测量面积，但是合成测量 元确实能够覆盖更大的测量面积，并且一般如此。因此，子孔径拼接的可能性限制测量测试 面所需的光学元件的尺寸，包括可变光学像差仪的尺寸。或许更重要地，与子孔径拼接相关 联的测量处理，如将说明的，可用于识别与可变光学像差仪相关联的残余系统误差，尽管可变光学像差仪的最仔细的建模和测量。因此，子孔径拼接与可变光学像差仪的组合能够实 现更精确地测量非球面测试对象。图5示出了覆盖测试对象70的非球面表面68的部分重叠的圆形子孔径测量元 (subaperture measurement) 66的栅网64。各子孔径测量元66以孔径角α和方位角θ 的唯一(unique)组合被捕捉。孔径角α，显示为波阵面测量仪12的外部传播轴34相对于 非球面表面68的对称轴72的倾斜角，大致相应于旋转轴B。方位角θ，标示为围绕对称轴 72的角度位置，大致相应于穿过多轴机床14的夹盘或载物台18的旋转轴Α。可根据度量 系统的光学元件和其它特性或者用于处理度量系统所获得的数据的参数选择，使用其它子 孔径形状和栅网构造来测量相似或不同的测试面。在图示栅网64内，子孔径测量元66仅占据三个不同的孔径角α，其中第一孔径角 α大致在轴上，即与对称轴72对齐，而第二和第三孔径角α相对于对称轴72渐进地发生 倾斜。在第一孔径角α只标出了一个子孔径测量元(虽然尤其为了校准目的可采用多个测 量元)，而在第二和第三孔径角分别以不同方位角θ标出了多个子孔径测量元66。如此， 位于第二和第三孔径角α的子孔径测量元66配置在同心环74和76。考虑到测试对象70 是旋转对称的，非球面表面68预期沿各同心环74、76在子孔径测量元66内相似地成形。图6a、6b、6c的曲线图以实线68a、68b、68c示出了从三个孔径角α处的非球面 表面返回的预期(正如未被可变光学像差仪修正时的)测量波阵面轮廓，这三个孔径角α 对应于一个轴上子孔径66和沿环74、76所取的两个代表子孔径66。限定在“0”处的横轴 (横坐标)对应于基准波阵面(例如从球面基准面四反射回来的)或其它基准，由此基准 在波阵面测量仪12内测量非球面表面68。括弧78 (为说明起见)表示波阵面测量仪12的 捕捉范围。(干涉仪的实际捕捉范围一般是更复杂的函数)虽然轴上子孔径66的测量波阵 面轮廓68a良好地位于波阵面测量仪12的捕捉范围78内，但是沿环74、78定位的子孔径 的测量波阵面轮廓68b、68c远远超出了波阵面测量仪12的捕捉范围78。图7和8示意性地示出了插入可变光学像差仪50来重新整形测量波阵面60，以 使从沿环74、76定位的子孔径返回的测量波阵面轮廓位于，优选居中位于，波阵面测量仪 12的捕捉范围78内。由虚线示出的重新成形的测量波阵面轮廓80b、80c示出了可变光学 像差仪50在其设计的制约内，对初始测量波阵面轮廓68b、68c的意图效果。如图7和8所 示，图示为棱镜对90的可变光学像差仪50，在第二和第三孔径角α的倾斜角之间受到调 节，以沿两个径向环74、76收集子孔径测量元66。调节包括改变棱镜对90的整体楔角ω 以及棱镜对90的整体取向角ν。为了参考目的，图7和8示出了旋转对称测试面68的对称轴72、波阵面测量仪12 的外部传播轴34、以及从棱镜对90到非球面表面68上的子孔径66的中心94的受变光路 92。孔径角α优选被测量于对称轴72与延伸至子孔径66的中心94的受变光路92之间。 相似地，棱镜对90的整体取向角ν标注在棱镜对90的背面96与受变光路92的垂线之间。 从图7 8可知，棱镜对90的设置发生改变，正如棱镜对90的整体楔角ω和棱镜对90的 整体取向角ν两者均增加以提供更大的波阵面补偿量所示出的。图9示出了可变光学像差仪100的进一步详情，包括一对角度可相对调节的棱镜 102、104，其整体相对于多轴机床14绕旋转轴T以及水平和垂直平移轴H、V是可调节的。 棱镜102、104在相应的旋转支座106、108内绕旋转轴S、W是角度可调节的，动力源为致动器110、112，例如伺服驱动器等。棱镜102、104绕其旋转轴S、W的旋转能实现调节组合棱 镜的整体楔角ω。支持旋转棱镜支座106、108的法兰114可旋转地安装至水平运动载物台118的承 载件116，以绕旋转轴T旋转，主要用于调节棱镜102、104经由取向角ν相对于波阵面测 量仪12的光轴34和测试对象的对称轴72的整体取向。水平载物台118还用作垂直载物 台120的承载件。也可受控于手动或自动致动器(未示出)的水平和垂直载物台118、120 一起能实现沿平移轴H、V整体平移棱镜102、104，以相对于波阵面测量仪12和测试对象70 两者定位棱镜102、104(例如，优选相对于波阵面测量仪12的光轴34居中)。例如编码器 等测量仪(未示出)可与三个旋转轴S、W、T以及两个平移轴H、V相关联，作为向致动器的 反馈以及可变光学像差仪100的预期性能的指示器。对于重新构造可变光学像差仪以及相 对于多轴机床14相对调节可变光学像差仪来说，不同数量、取向和层叠关系也是可行的。虽然可变光学像差仪100对测量波阵面60的调节效果能够以一定精度估算出来， 例如通过仔细校准可变光学像差仪100以及仔细测量对可变光学像差仪100的调节，但是 仍残留有一定量的残余误差，这会大幅影响对非球面测试面68的测量精度。参考图6b和 6c的曲线图，虚线80b、80c表示对测量理想非球面测试对象来说，可变光学像差仪100的给 定设置对所得测量波阵面的预期估算效果。然而，可变光学像差仪100的实际性能与其估 算效果不同，正如点状波阵面形状82b、82c所示。其差异可使测试对象的测量产生很大偏 差。然而，根据本发明一优选实施例，重叠子孔径测量元66的进一步处理能够抵消伴 随使用可变光学像差仪100产生的残余误差。部分重叠的子孔径测量元66可记录为包含 与测试对象上的不同位置相关联的波阵面变动测量值的数据映像。基于例如基准球面等基 准测得的波阵面差异，表示测试对象与该基准在被可变光学像差仪100的效果减少时的差 异。或者，测量波阵面差异所用的基准是波阵面测量仪的初始基准(例如球面基准面)与 可变光学像差仪100的组合。任一情况下，关于可变光学像差仪100的贡献的假设直接影 响对波阵面测量仪12测得的波阵面差异的解释。另外，典型数据映像将测试对象的波阵面测量结果等同于测试面上的相应 点。为了适应预期畸变，可将重叠数据映像以名义畸变映像投射到全域坐标系(global coordinate system)(例如测试对象的赤道面)上。如果全域平面(glottal plane)上的坐 标被写成(X，Y)或更简单的X，则被便利地有序化后的网格点可写成1 = 1，2，... L的X” 它们的密度可选择成使得各子孔径数据集上的关联点大致匹配其分辨率；将它们的密度选 择成大于此是无用的，但是可有利于使它较小。通过内插(interpolating)而在全域平面 上的网格点处找出第j'个子孔径数据集的值，能得到函数fj(X)的值。相似地，可使用该数 据的被比例化的常规补偿器(scaled conventional compensator)来生成k= 1，2，. . . K的 函数(X)，其中K是使用中的这些补偿器的数量(通常为七个四个基本补偿器加三个用 于数据重新定位的)。另外，被比例化的互锁补偿器(scaled interlocked compensators) 变得能够表示为、=1,2,... Γ的(^^(幻，其中Γ是用于修正例如畸变和基准波阵面误 差等误差的补偿器的数量。得到补偿的数据集现在能够写成
权利要求
1 一种扩展用于测量非球面测试对象的度量系统的操作范围的方法，包括以下步骤以多种不同关系使波阵面传播器与物理测试对象相关联；通过使用对波阵面形状具有有限捕捉范围的波阵面测量仪对测量波阵面的形状进行 测量，来在各种不同关系下获得测试对象的部分重叠的波阵面测量元；在所述不同关系下在有限数量的测量元之间通过可变光学像差仪使所述测量波阵面 重新成形，以使所述测量波阵面保持在波阵面测量仪的捕捉范围内；以及在将部分重叠的测量元组合成一个合成测量元的操作中并入补偿器，其中，所述补偿器在用于减少测量元的重叠部分之间的差异的操作中取值，所述差异 至少部分归因于可变光学像差仪对所述测量波阵面的重新成形操作。
2.如权利要求1所述的方法，其中，(a)所述可变光学像差仪在使所述测量波阵面重新成形的设置的一个范围内是可调节的，(b)所述补偿器具有一个振幅和一个函数形式，该函数形式限定所述测量波阵面的形 状变化，其大小通过所述振幅是可调整的，并且(c)所述补偿器包括部分互锁补偿器，其受到约束以在可变光学像差仪的同一设置下 所取的一组测量元内，获得大致共同的振幅。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述部分互锁补偿器能够自由地在可变光学像差 仪的另一设置下所取的另一组测量元内获得，另一大致共同的振幅。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述部分互锁补偿器至少部分解决在可变光学像 差仪的一个特定设置下生成的测量波阵面的估算形状变化与在可变光学像差仪的该特定 设置下生成的测量波阵面的实际形状变化之间的差异。
5.如权利要求4所述的方法，其中，在可变光学像差仪的各个设置下生成的测量波阵 面的估算形状变化基于可变光学像差仪的一个模型。
6.如权利要求5所述方法，其中，所述部分互锁补偿器中的至少一个的函数形式使可 变光学像差仪的所述模型内的一个变量与能够通过振幅调整大小的测量波阵面的形状变 化相关。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述可变光学像差仪在各设置之间是可重新配置 的，所述至少一个部分互锁补偿器与可变光学像差仪的重新配置相关联。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述波阵面测量仪包括干涉仪，所述测量波阵面包括测试波阵面和基准波阵面，获得测试对象的部分重叠波阵面测量元的步骤包括使所述测试波阵面传播至与测 试对象相遇，并基于所述基准波阵面比较受到与测试对象相遇影响的测试波阵面的形状变 化，并且通过可变光学像差仪使测量波阵面重新成形的步骤包括改变测试波阵面和基准波阵 面中至少一个的形状，以减少测试波阵面与基准波阵面之间的差异。
9.如权利要求1所述的方法，其中，所述波阵面测量仪包括波阵面传感器，用于在波阵面测量仪的捕捉范围内测量有限范围的波阵面形状，和波阵面发生器，用于生成一种测量波阵面，其形状处于能够被波阵面传感器测量到的有限范围的波阵面形状内。
10.如权利要求9所述的方法，其中，获得测试对象的部分重叠波阵面测量元的步骤包括使测量波阵面传播至与测试对象 相遇，以根据测试对象的物理特性改变测量波阵面的形状，并且通过可变光学像差仪使测量波阵面重新成形的步骤包括改变测量波阵面的形状，以使 由与测试对象相遇引起的测量波阵面形状变化与测量波阵面的重新成形的组合效果，使测 量波阵面的形状保持在能够被波阵面传感器测量的有限范围的波阵面形状内。
11.如权利要求1所述的方法，其中，通过可变光学像差仪使测量波阵面重新成形的步 骤包括评价测量波阵面是否在波阵面测量仪的捕捉范围内，并进一步使测量波阵面重新成 形，以使测量波阵面恢复至波阵面测量仪的捕捉范围内。
12.如权利要求1所述的方法，其中，以多种不同关系使波阵面传播器与物理测试对象 相关联的步骤包括经由多个离轴位置，相对于物理测试对象的轴相对移动波阵面传播器 的轴。
13.如权利要求12所述的方法，其中，通过可变光学像差仪使测量波阵面重新成形的 步骤包括改变测量波阵面，以包括像散、彗差和三叶形中的至少一个。
14.一种从物理测试对象的多个部分重叠的测量元合成该物理测试对象的合成测量元 的方法，包括以下步骤从与测试对象相遇的测试波阵面获取测量测试对象的物理性质的多个部分重叠的数 据映像，各数据映像是从与一个基准做对比的测试波阵面的形状中取出的；在有限数量的数据映像的获取之间，独立于测试对象地相对于基准相对改变测试波阵 面的形状，以减少测试波阵面的形状与基准之间的差异；评估数据映像的重叠区域，以特征化在数据映像的获取之间的波阵面形状的相对变 化；以及根据测量之间波阵面形状相对变化的特征来修改数据映像，以将部分重叠的数据映像 组合成一合成数据映像。
15.如权利要求14所述的方法，包括将部分重叠的数据映像组合成所述合成数据映 像，并将所述合成数据映像显示成为测试对象的外部示意图。
16.如权利要求14所述的方法，包括估算由测试波阵面与测试对象相遇引起的测试波 阵面的形状变化的步骤，并且相对于基准相对改变测试波阵面形状的步骤包括抵消测试波 阵面的估算形状变化的至少一部分，以减少测试波阵面的形状与基准之间的差异。
17.如权利要求16所述的方法，包括估算由相对于基准相对改变测试波阵面形状的步 骤引起的测试波阵面相对于基准的相对形状变化的步骤，并且评估数据映像的重叠区域的 步骤包括区分测试波阵面相对于基准的估算相对形状变化与测试波阵面相对于基准的实 际相对形状变化，以特征化数据映像中的系统误差。
18.如权利要求17所述的方法，包括在抑制与测试波阵面相对于基准的相对形状变化 相关联的数据映像中的系统误差对合成数据映像的影响的同时、将部分重叠的数据映像组 合成合成数据映像的步骤。
19.如权利要求18所述的方法，其中，评估步骤包括限定补偿器，以至少部分地解决测 试波阵面相对于基准的估算相对形状变化与测试波阵面相对于基准的实际相对形状变化之间的差异。
20.如权利要求19所述的方法，包括在有限数量的数据映像的获取之间相对于基准保 持测试波阵面的形状的步骤，并且所述补偿器包括部分互锁补偿器，其受到约束，以对在相 对于基准保持测试波阵面形状的同时获得的一组数据映像获得大致共同的值。
21.如权利要求14所述的方法，其中，评估步骤包括限定补偿器，以至少部分地解决测 试波阵面相对于基准的相对形状变化，并且补偿器包括部分互锁补偿器，其受到约束，以对 测试波阵面相对于基准的一个给定的相对形状变化获得大致共同的值。
22.如权利要求21所述的方法，包括以下步骤在用于将部分重叠的数据映像组合成一个合成数据映像的操作中并入补偿器，将部分重叠的数据映像组合成合成数据映像，并且将合成数据映像作为测试对象的外部示意图进行显示。
23.—种从物理测试对象的多个子孔径测量元合成该物理测试对象的合成测量元的方 法，包括以下步骤生成测量波阵面；传播所述测量波阵面，经与可变光学像差仪和物理测试对象相遇后，到达对波阵面形 状具有有限捕捉范围的波阵面测量仪；在波阵面传播器与物理测试对象之间经由一连串离轴位置相对于物理测试对象的轴 步进波阵面传播器的轴，所述波阵面传播器配置成传送测量波阵面到测试对象；在有限数量的离轴位置之间调节可变光学像差仪，以将测量波阵面的形状保持在波阵 面测量仪的捕捉范围内；在所述一连串离轴位置，通过波阵面测量仪收集测试对象的部分重叠的子孔径测量元；评估子孔径测量元的重叠部分内的不匹配测量元，以特征化可变光学像差仪对子孔径 测量元的影响；以及在忽略可变光学像差仪对子孔径测量元的被特征化的影响的同时，将测试对象的子孔 径测量元拼接在一起形成合成测量元。
24.如权利要求23所述的方法，其中，为可变光学像差仪对子孔径测量元的影响建立 模型，并且评估步骤包括改变模型内的变量值，以减少子孔径测量元的重叠部分内的不匹 配测量元。
25.如权利要求M所述的方法，其中，步进步骤包括绕测试对象的轴相对旋转波阵面 传播器的轴，以收集测试对象的一组径向子孔径测量元；并且包括在共同的径向子孔径测 量元之间将可变光学像差仪保持成固定设置的步骤。
26.如权利要求25所述的方法，其中，评估步骤包括约束模型内的至少一部分变量，来 为共同的径向子孔径测量元中的每一个包括大致共同的值。
27.如权利要求23所述的方法，其中，评估和拼接步骤包括在用于将部分重叠的子孔 径测量元组合成合成测量元的操作中并入补偿器，其中补偿器在该操作中取值，以减少至 少部分由可变光学像差仪引起的子孔径测量元的重叠部分之间的差异。
28.如权利要求27所述的方法，其中，(a)所述可变光学像差仪在使所述测量波阵面重新成形的设置的一个范围内是可调节的，(b)所述补偿器具有一个振幅和一个函数形式，该函数形式限定所述测量波阵面的形 状变化，其大小通过所述振幅是可调整的，并且(C)所述补偿器包括部分互锁补偿器，其受到约束以在可变光学像差仪的同一设置下 所取的一组测量元内，获得大致共同的振幅。
29.如权利要求观所述的方法，其中，所述部分互锁补偿器能够自由地在可变光学像 差仪的另一设置下所取的另一组测量元内，获得另一大致共同的振幅。
30.如权利要求23所述的方法，其中， 所述波阵面测量仪包括干涉仪，所述测量波阵面包括测试波阵面和基准波阵面，收集测试对象的部分重叠子孔径测量元的步骤包括使所述测试波阵面传播至与测 试对象相遇，并基于所述基准波阵面比较受到与测试对象相遇影响的测试波阵面的形状变 化，并且调节可变光学像差仪的步骤包括改变测试波阵面和基准波阵面中至少一个的形状， 以减少测试波阵面与基准波阵面之间的差异。
31.如权利要求23所述的方法，其中，所述波阵面测量仪包括波阵面传感器，用于在波阵面测量仪的捕捉范围内测量有限范围的波阵面形状，和 波阵面发生器，用于生成一种测量波阵面，其形状处于能够被波阵面传感器测量到的 有限范围的波阵面形状内。
32.一种从物理对象的测试面的多个重叠的子孔径数据映像合成物理对象的测试面的 合成数据映像的方法，包括以下步骤通过一个度量系统从测试面的多个区域收集测试面的多个子孔径数字数据映像，各个 这种映像的至少一部分与至少一个邻接映像的一部分重叠，以生成重叠数据区域；使部分互锁补偿器与数据映像中的系统误差相关联，所述系统误差预计在子孔径数据 映像的组内是共同的，而在子孔径数据映像的组之间是不同的；各个部分互锁补偿器具有振幅和函数形式，该函数形式限定子孔径数据映像的变化， 而变化的大小通过振幅是可调整的；约束所述部分互锁补偿器，以便在能够自由地在子孔径数据映像组之间获得不同振幅 的同时，在子孔径数据映像的各组内，获得大致共同的振幅；从重叠区域中的各个数据映像中识别出使不匹配数据最小化的部分互锁补偿器的振 幅，以隔离数据映像中的系统误差；以及在抑制隔离出的系统误差的影响的同时，将各数据映像合成为一个合成数据映像，作 为测试面的示意。
33.如权利要求32所述的方法，包括以下步骤使自由补偿器与预期在所有子孔径数据映像中均不相同的数据映像中的系统误差相 关联，所述自由补偿器具有自由的振幅范围；使互锁补偿器与预期在所有子孔径数据映像中均相同的数据映像中的系统误差相关 联，锁定的补偿器受到约束，以对所有子孔径数据映像获得大致共同的振幅；以及自由和互锁补偿器中的每一个均具有振幅和函数形式，该函数形式限定子孔径数据映像的变化，而变化的大小通过振幅是可调整的。
34.如权利要求33所述的方法，其中，识别振幅的步骤包括从重叠区域中的各个数据 映像中识别出使不匹配数据最小化的自由和互锁补偿器的振幅，以隔离数据映像中的额外 系统误差。
35.一种用于测量测试对象的波阵面测量系统，包括具有用于安装测试对象的安装轴的支持物；沿测量轴相对测试对象往返传送测量波阵面的波阵面传播器；基于一个基准测量所述测量波阵面的形状的波阵面测量仪；可调节的机床轴，其提供在支持物的安装轴与波阵面传播器的测量轴之间的离轴运 动，以捕捉覆盖测试对象的部分重叠区域的多个子孔径测量元；相对于所述基准相对改变所述测量波阵面的形状的可变光学像差仪；包含在计算机可读介质中的数据结构，其包括补偿器，各补偿器具有可变振幅和函数 形式，该函数形式限定测量波阵面的形状变化，而形状变化的大小通过振幅是可调整的；和处理器，其在用于将子孔径测量元组合成合成测量元的操作中计算补偿器的振幅，方 法是确定使子孔径测量元的重叠部分之间的差异最小化的补偿器的振幅，所述差异包括由 可变光学像差仪造成的测量波阵面形状的相对变化所引起的差异。
36.如权利要求35所述的系统，其中，所述数据结构包括可变光学像差仪的一个模型， 其能够访问处理器，以估算由可变光学像差仪引起的测量波阵面形状的相对变化。
37.如权利要求36所述的系统，其中，所述补偿器包括这样的补偿器，其至少部分地解 决由可变光学像差仪引起的测量波阵面形状的估算变化与由可变光学像差仪引起的测量 波阵面形状的实际变化之间的差异。
38.如权利要求36所述的系统，其中，所述可变光学像差仪包括可重新配置的光学元 件，其能够被重新配置，以向测量波阵面的形状中并入像散、彗差和三叶形中的至少一个。
39.如权利要求37所述的系统，其中，所述可变光学像差仪包括至少两个能够相对移 动的光学元件，它们相对于彼此是可调节角度的。
40.如权利要求39所述的系统，其中，所述可变光学像差仪是具有至少两个相对可调 节的棱镜的可调节棱镜装置。
全文摘要
一种通过子孔径拼接测量非球面测试对象的度量系统。对波阵面形状具有有限捕捉范围的波阵面测量仪在测试对象上收集部分重叠的子孔径测量元。可变光学像差仪通过在有限数量的测量元之间使测量波阵面重新成形，来将测量波阵面保持在波阵面测量仪的捕捉范围内。向拼接操作中并入多种误差补偿器，以管理与使用可变光学像差仪相关联的残余误差。
文档编号G01B7/28GK102047072SQ200980119868
公开日2011年5月4日 申请日期2009年4月8日 优先权日2008年4月8日
发明者保罗·墨菲, 克里斯托弗·布罗菲, 加里·德弗里斯, 格雷格·福比斯 申请人:Qed技术国际股份有限公司