[发明专利]一种基于哈特曼波前检测原理的检焦方法

权利要求书

1.一种基于哈特曼波前检测原理的检焦方法，该检焦方法使用的检焦系统由光源及准直扩束系统(1)、前置透镜组(2)、被测硅片(3)、后置透镜组(4)、微透镜阵列(5)和CCD探测器(6)组成，其中，前置透镜组(2)和后置透镜组(4)构成一个4f系统，被测硅片(3)位于其共焦面上，其特征在于：光源及准直扩束系统(1)的出射平面波前经过前置透镜组(2)后入射到被测硅片(3)表面，经过被测硅片3)反射后，通过后置透镜组(4)和微透镜阵列(5)后，在CCD探测器中成像：当被测硅片(3)位于前置透镜组(2)和后置透镜组(4)的共焦面时，微透镜阵列(5)对平面波前成像；当被测硅片(3)离焦时，微透镜阵列(5)对球面波前成像，根据CCD探测器(6)中成像光斑的变化情况，即可完成被测硅片(3)的检焦测量。

2.根据权利要求1所述的检焦方法，其特征在于：当被测硅片(3)位于前置透镜组(2)和后置透镜组(4)的共焦面位置时，光源及准直扩束系统(1)的出射平面波前经过4f系统后仍为平面波前，微透镜阵列(5)对平面波前成像，CCD探测器(6)中的衍射光强分布为：

$I={\mathrm{\ΣI}}_0\[\frac{2J_1\left(Z\right)}{Z}\]=\underset{n=-N}{\overset{N}{\Σ}}\underset{m=-M}{\overset{M}{\Σ}}{I}_0\[\frac{2J_1\left(\frac{kd\sqrt{{(x-nd)}^2+{(y-md)}^2}}{2f}\right)}{\frac{kd\sqrt{{(x-nd)}^2+{(y-md)}^2}}{2f}}\]$

其中，J₁(Z)为一阶贝塞尔函数，d为微透镜阵列的子单元口径，f为微透镜阵列焦距，M,N为微透镜阵列子单元的行列数，k＝2π/λ为波长λ对应的波数，x,y为CCD探测器中的坐标位置，被测硅片位于前置透镜组(2)和后置透镜组(4)的共焦面位置时，CCD探测器(6)中的衍射光斑位于微透镜阵列(5)各个子单元的焦点位置。