4．1 本文工作总结 22

4．2 不足与展望 22

致谢 23

参考文献 24

1 引言

1．1 研究背景及研究意义

在科技日益发展的今天，无论在高端科技研究还是日常的生活发展，都需要借助各类精密仪器才能正常进行，这些仪器通常包含许多光学元件，而这类仪器的性能高低直接取决于光学元件的质量好坏，因此提高光学元件的检测精度，加工出更高质量的光学元件显得至关重要 。 

光学干涉测量技术作为一种高精度、高灵敏度、非接触性的光学测试技术,已经广泛应用在了表面形状及三维测量、应变及位移测量、速度及加速度测量等领域,并且由于其较高的灵敏度,通常被用在精度要求达到亚微米、纳米的应用领域中。

现代干涉技术是基于光电探测、图像处理、计算机技术而发展起来的，基于干涉测量原理,发展了很多种干涉仪,常见的双光束干涉仪主要有 :泰曼-格林(Twyman Green) 干涉仪、斐索( Fizeau) 干涉仪、萨瓦(Savart) 干涉仪、波面错位干涉仪等。

点衍射干涉仪是1972年由Raymond N. Smartt和J. Strong提出来的共光路干涉仪 ,它的主要特点为参考光由针孔衍射获得。与传统Fizeau或Twyman Green干涉仪相比, 它摆脱了参考面精度的限制, 理论上能够达到极高的检测精度。点衍射干涉仪不使用参考球面而使用针孔衍射产生的近乎理想的球面波作为参考波面，理论上可以实现极高精度的波面误差检测。

点衍射干涉仪检测元件面形时, 平面波前通过某一个待检光学系统产生畸变波前，会聚后通过一个中间带有针孔或者不透明圆盘的吸收膜片。其中针孔(或不透明圆盘)的直径只有微米量级(小于无像差汇聚波前的艾里斑直径)，由此透过的光波会发生衍射形成一个近似球面波，作为参考波；而从针孔外透过吸收膜片的透射光波，改变的仅仅是光振幅强度，不改变入射光波畸变量。它作为测试波。这样，针孔衍射产生的参考波前就会与携带畸变信息的测试波前发生干涉，形成干涉条纹。通过对干涉图的分析，就能获得被测波前的畸变信息，如图1.1。

点衍射干涉原理图

如今我国在军事及民用方面(如光刻机领域)对高精度光密仪器有着日益增长的需求量，高精度干涉测量手段需求日盛，在此背景下，对点衍射干涉系统各方面的研究都有十分广阔的应用前景岭 。

在点衍射干涉仪中，针孔尺寸和离焦是影响测试波前质量与光强分布的重要因素。以往对针孔尺寸的研究工作主要侧重于它对测试波前质量的影响，分析通过针孔衍射得到的测试波前与理想参考波前之间的偏差，但忽略了针孔尺寸和离焦对衍射光强的影响。如果通过针孔衍射得到的测试波前质量很高，与理想参考波前之间的偏差很小，但有效数值孔径内的光强分布不均匀，衍射光强不足，会导致干涉图样的对比度与信噪比不理想，难以满足实际应用的需要，则通过此类针孔衍射得到的测试波前并不具备很高的应用价值。本文着重研究了针孔尺寸和离焦对衍射光强分布的影响，总结出不同尺寸与离焦情况下针孔得到的衍射波前在一定数值孔径范围内的光强分布与光强均匀性，对实际应用具有一定的研究意义。

1．2 国内外的研究现状及发展趋势

1．3 本文的主要研究内容