[发明专利]一种拼接主镜共相误差检测方法、系统及储存介质

权利要求书

1.一种拼接主镜共相误差检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在待检测反射式拼接主镜型望远镜系统的焦点之后l₁的位置放置待测样品，待测样品表面垂直于光轴；在待测样品之后距离待检测反射式拼接主镜型望远镜系统焦点l₂的位置处放置面阵探测器；

步骤2、入射的平行光束经过待检测反射式拼接主镜型望远镜系统后形成会聚光束，入射至待测样品表面；

步骤3、控制待测样品进行扫描移动，并由面阵探测器采集待测样品在不同扫描位置的衍射光斑；具体为：

控制待测样品在垂直于光轴方向的平面内做逐行逐列式的扫描移动，共扫描移动m行n列，包括T个扫描位置，T＝m*n，相邻两个扫描位置的透光部分相互重叠；

待测样品每扫描移动至一个扫描位置，控制面阵探测器采集待测样品在该扫描位置衍射光斑的光强分布数据；将面阵探测器所采集的待测样品在第i个扫描位置衍射光斑的光强分布数据记为I_i(u,ν)，其中，i＝1,2,…,T，u,v为待检测反射式拼接主镜型望远镜系统在面阵探测器面上的坐标；

所有扫描位置扫描完成后，面阵探测器采集得到一组衍射光斑的光强分布数据I₁(u,v),I₂(u,v),…,I_T(u,v)；

步骤4、利用叠层衍射成像技术同时计算出待测样品的复振幅透过率及其表面的照明光场分布；

步骤5、进行光场逆传输计算得出拼接主镜光瞳面的相位分布，获取各拼接子镜之间的共相误差信息；具体为：

步骤5.1、利用菲涅尔衍射传输将步骤4得到的待测样品表面的照明光分布逆传输至拼接主镜面，得到该平面的光场复振幅分布；

步骤5.2、通过提取拼接主镜面光瞳函数的相位，获取各拼接子镜之间的piston误差和倾斜误差，最终实现拼接主镜共相误差检测；基于拼接主镜面光瞳函数，采用zernike多项式的更高阶项拟合生成各个拼接子镜本身的波像差的步骤。

2.根据权利要求1所述的拼接主镜共相误差检测方法，其特征在于，步骤4具体为：

步骤4.1、对待测样品的复振幅TestObj_i(x,y)进行初始猜测：TestObj_i(x,y)＝rand(x,y)*exp(1i*rand(x,y)*2*π),i＝1,2,…,T，其中x,y为待检测反射式拼接主镜型望远镜系统在待测样品表面上的坐标；

步骤4.2、对待测样品表面的照明光分布probe_i(x,y)进行初始猜测：probe_i(x,y)＝E_i(x,y)*exp(1i*rand(x,y),i＝1,2,…,T，其中E_i(x,y)为振幅猜测；

步骤4.3、将待测样品的复振幅和表面的照明光分布做乘法，得到待测样品表面出射光场的复振幅分布：In1_i(x,y)＝probe_i(x,y)*TestObj_i(x,y),i＝1,2,…,T；

步骤4.4、利用菲涅尔衍射变换将步骤4.3获得的待测样品表面出射光场的复振幅分布In1_i(x,y)传输至面阵探测器面，得到面阵探测器面的衍射光场分布：Out1_i(u,b)＝Fr{In1_i(x,y)},i＝1,2,…,T，其中Fr{·}代表菲涅尔衍射变换；

步骤4.5、更新衍射光场分布：

利用面阵探测器采集到的待测样品在第i个扫描位置衍射光斑的光强分布数据I_i(u,ν)替换经过菲涅尔衍射变换后衍射光场分布的振幅部分，并保持相位部分不变：

步骤4.6、将步骤4.5更新后的衍射光场分布逆传输至待测样品表面，得到新的待测样品表面出射光场的复振幅分布：In2_i(x,y)＝Fr^-1{Out2_i(u,ν)},i＝1,2,…,T，其中Fr^-1{·}代表菲涅尔衍射逆变换；

步骤4.7、由新的待测样品表面出射光场的复振幅分布In2_i(x,y)分别更新待测样品的复振幅和待测样品表面的照明光分布；

其中，TestObj_i^*(x,y)和probe_i+1^*(x,y)分别表示对应函数的共轭，α和β表示更新系数，取范围[0,1]内的常数；TestObj_i+1(x,y)是为更新后的待测样品的复振幅，probe_i+1(x,y)为更新后的待测样品表面的照明光分布；

步骤4.8、在以上迭代过程中，将更新后的衍射光场分布与猜测的衍射光场分布之间的误差E_error＝∑_u,v(|Out2_i(u,v)|-|Out1_i(u,v)|)²作为判定标准，若小于阈值，则执行步骤5，否则返回步骤4.3。