基于扩展奈波尔-泽尼克理论的点衍射干涉仪高精度测试方法

"本文主要研究了点衍射干涉仪(PDI)在进行小孔衍射波前测试中的应用，提出了基于扩展奈波尔-泽尼克(ENZ)理论的超高精度检测方法。该方法详细描述了PDI的工作原理，以及如何运用扩展Nijboer-Zernike多项式进行相位恢复算法。文章还分析了如何利用Zernike多项式来表示光瞳函数，并通过仿真实验验证了该方法在高信噪比(SNR=55 dB)和10 bit模数转换下的有效性，波像差虚部恢复误差小于3×10^-5，证明了该方法在小孔衍射波前的超高精度光学检测中的可行性。" 点衍射干涉仪(PDI)是一种高精度光学测量工具，主要用于检测光学系统中的波前畸变。在极紫外(EUV)光刻技术中，精确的波前测试对于提高光刻质量和分辨率至关重要。PDI利用小孔衍射现象，通过分析衍射图案来获取关于波前信息的数据。 扩展奈波尔-泽尼克(ENZ)理论是光学检测中的一种理论框架，它扩展了传统的奈波尔-泽尼克多项式，能更有效地描述复杂波前的相位分布。ENZ理论在这里被用来解析点衍射干涉仪收集到的干涉图案，从而恢复出待测波前的相位信息。 相位恢复算法是PDI的核心部分，它基于扩展Nijboer-Zernike多项式，将光瞳函数展开为一系列易于处理的Zernike系数。这些系数与光学系统的各种像差紧密相关，如球面像差、彗差等。通过计算和分析这些系数，可以精确评估和校正波前的畸变。 在仿真实验中，研究者考虑了噪声和模数转换器的位深对检测精度的影响。在55分贝的信噪比下，采用10 bit的模数转换，实验结果表明，相位恢复过程中Zernike系数的虚部恢复误差控制在极低的水平，验证了所提方法的高精度特性。 这项工作对点衍射干涉仪的性能提升有重要意义，为极紫外光刻和其他需要高精度光学检测的应用提供了新的技术途径。通过优化和改进这种检测方法，未来可能进一步提高光学系统的测试和校正能力，推动相关领域的科技进步。