CN116202442A - 多次反射超快高精度干涉仪及面形测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多次反射超快高精度干涉仪及面形测量方法，干涉仪包括短脉冲激光源、光能量调整装置、线偏振片、1/2波片、偏振分光棱镜、第一1/4偏振波片、第二1/4偏振波片、第一参考标准镜、第二参考标准镜、标准镜、偏振器件、分幅相机和控制器，分幅相机、短脉冲激光器均连接至控制器，短脉冲激光源发出的短脉冲激光从光源射出后依次经光能量调整装置、线偏振片和1/2波片后进入偏振分光棱镜，分解成两束光进入测量支路和参考支路。本发明通过使用短脉冲激光在干涉等光程腔体中多次反射振荡的方法增加检测灵敏度，并采用了延时同步快门的分幅相机来实现多次反射干涉脉冲信号的时间选通，从而实现皮米量级的光学镜面面形检测。
Description
技术领域
本发明属于干涉仪技术领域，涉及一种多次反射超快高精度干涉仪及面形测量方法。
背景技术
超高精度的光学镜面检测设备可用于制造极紫外(EUV)光刻机超高精度物镜、高精度软硬X射线同步辐射光学元件。现阶段的解决方案有可将光波段菲索型干涉仪、点衍射干涉、夏克哈特曼传感器等等手段。但是其检测精度受限于光电噪声、相干噪声、空气扰动、震动干扰等，即使在环境条件极其严苛的条件下其检测重复性仅能达到亚纳米量级。当今最高精度商业干涉仪其检测精度仅达到RMS0.1nm精度。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种多次反射超快高精度干涉仪及面形测量方法，以解决现有技术中存在的检测精度较低、相干噪声干扰、机械振动干扰的技术问题。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案予以解决：
一方面，本发明提供了一种多次反射超快高精度干涉仪，包括短脉冲激光源、光能量调整装置、线偏振片、1/2波片、偏振分光棱镜、第一1/4偏振波片、第二1/4偏振波片、第一参考标准镜、第二参考标准镜、标准镜、偏振器件、分幅相机和控制器，所述分幅相机、短脉冲激光器均连接至控制器，其中：
所述短脉冲激光源发出的短脉冲激光从光源射出后依次经光能量调整装置、线偏振片和1/2波片后进入偏振分光棱镜，分解成为偏振方向分别与偏振分光棱镜主截面平行、垂直的两束光，平行于偏振分光棱镜主截面的光束进入测量支路，垂直于偏振分光棱镜主截面的光束进入参考支路；
进入所述测量支路中的光波经第一1/4偏振波片后成为圆偏振光，通过标准镜后进入由标准镜和被测反射镜构成的振荡光腔，光波在振荡光腔中多次反射，每次从被测反射镜返回通过标准镜形成一个被测回波信号，从而得到一系列被测回波信号；被测回波信号经第一1/4偏振波片变为线偏振光，其偏振方向与光束第一次经过第一1/4偏振波片时相比转动90度，该线偏振光进入偏振分光棱镜被反射；
进入所述参考支路的光波经第二1/4偏振波片后成为圆偏振光，通过第一参考标准镜后进入由第一参考标准镜和第二参考标准镜构成的振荡光腔，光波在振荡光腔中多次反射，每次在第二标准镜表面的反射分别形成一个参考光脉冲信号，从而得到一系列参考光脉冲信号；参考光脉冲信号经第二1/4偏振波片变为线偏振光，其偏振方向与光束第一次经过第二1/4偏振波片时相比转动90度，透过偏振分光棱镜；
所述第一参考标准镜标准表面到偏振分光棱镜PBS分光面的光程与标准镜的标准表面到PBS分光面的光程相等；所述第一参考标准镜和第二参考标准镜构成的光腔与标准镜和被测反射镜构成光腔的光程相等或为整数倍比；
同一时刻的被测回波脉冲信号与参考光脉冲信号经过偏振分光棱镜后合束，再经过由多个偏振化方向不同偏振片组成的偏振器件后形成多幅干涉图像被分幅相机获取。
进一步的，所述光能量调整装置包括至少两个衰减片，其中一个衰减片透过率可变。
进一步的，在所述短脉冲激光源与光能量调整装置之间设有第一准直镜。
进一步的，所述第一准直镜包括两个光学透镜及它们之间的一个小孔。
进一步的，在偏振分光棱镜与偏振器件之间设有第二准直镜。
进一步的，第二准直镜包括两个光学透镜及它们之间的一个小孔。
进一步的，在第一参考标准镜和标准镜的标准表面均镀有反射膜。
另一方面，本发明还提供了一种多次反射的面形测量方法，该方法基于上述本发明的多次反射超快高精度干涉仪，所述多次反射超快高精度干涉仪中，第一参考标准镜、第二参考标准镜、被测镜和标准镜均为平面镜，具体包括如下步骤：
步骤1、设置延迟时间和分幅相机的快门时间宽度，控制器实时接收短脉冲激光源发来的脉冲信号作为触发信号，根据延迟时间和快门时间宽度控制分幅相机获取干涉条纹；固定标准镜位置，调节第一参考标准镜的光轴方向和位置，使第一参考标准镜标准表面到偏振分光镜PBS分光面的光程等于标准镜的标准表面到PBS分光面的光程，直至分幅相机获得的干涉条纹为零条纹；
其中，延迟时间＝零反射光程/光速；其中，零反射光程即光束未进入震荡光腔的情况下从短脉冲激光器到分幅相机的总光程，且快门时间宽度不小于激光脉冲宽度且小于激光脉冲间隔；
步骤2、重新设置延迟时间，延迟时间＝(零反射光程+反射次数*反射光程)/光速，其中，反射光程＝空腔间隔*2*空气折射率；反射次数选择为1；
调整被测镜与标准镜的空腔间隔使其等于第一参考标准镜与第二参考标准镜的空腔间隔，使得分幅相机干涉条纹调制度最高；然后调节第二参考标准镜与被测镜的角度，使得分幅相机获得的干涉条纹为零条纹；
步骤3、重新设置延迟时间，延迟时间＝(零反射光程+反射次数*反射光程)/光速，其中，反射光程＝空腔间隔*2*空气折射率；反射次数选择为自然数，一般为5～100次；
步骤4、调整光能量调整装置及1/2波片的旋转角，使分幅相机焦面上形成的干涉图调制度最大；
步骤5、当调整被测镜与标准镜的空腔间隔或者第一参考标准镜与第二参考标准镜的空腔间隔，使干涉图调制度最大；
步骤6、控制器控制分幅相机采集获得干涉图像，对干涉图像进行数据处理获得干涉波前；
步骤7、控制器从步骤6得到的干涉波前中去除标准镜对波前数据的影响，获得被测镜的面形；
步骤8、逐步增加反射次数得到新的延迟时间，返回步骤3，直至达到要求的测量精度。
进一步的，在所述步骤1之前，将所述的多次反射超快高精度干涉仪置于真空、低压或稳定恒温层流空气条件下。
另一方面，本发明还提供了一种多次反射的面形测量方法，该方法基于上述本发明的多次反射超快高精度干涉仪，所述多次反射超快高精度干涉仪中，第一参考标准镜与第二参考标准镜均为平面镜，被测镜和标准镜均为球面镜，具体包括如下步骤：
步骤1、设置延迟时间和分幅相机的快门时间宽度，控制器实时接收短脉冲激光源发来的脉冲信号作为触发信号，根据延迟时间和快门时间宽度控制分幅相机获取干涉条纹；固定标准镜位置，调节第一参考标准镜的光轴方向和位置，使第一参考标准镜标准表面到偏振分光镜PBS分光面的光程等于标准镜的标准表面到PBS分光面的光程，直至分幅相机获得的干涉条纹为零条纹；
其中，延迟时间＝零反射光程/光速；其中，零反射光程即光束未进入震荡光腔的情况下从短脉冲激光器到分幅相机的总光程，且快门时间宽度不小于激光脉冲宽度且小于激光脉冲间隔；
步骤2、重新设置延迟时间，延迟时间＝(零反射光程+反射次数*反射光程)/光速，其中，反射光程＝空腔间隔*2*空气折射率；反射次数选择为1；
调整被测镜的角度和位置，使得分幅相机获得的干涉条纹为零条纹；然后调整第一参考标准镜与第二参考标准镜的空腔间隔等于被测镜与标准镜的空腔间隔，使得分幅相机干涉条纹调制度最高；然后调节第二参考标准镜与被测镜的角度，使得分幅相机获得的干涉条纹为零条纹；
步骤3、重新设置延迟时间，延迟时间＝(零反射光程+反射次数*反射光程)/光速，其中，反射光程＝空腔间隔*2*空气折射率；反射次数选择为自然数，一般为5～100次；
步骤4、调整光能量调整装置及1/2波片的旋转角，使分幅相机焦面上形成的干涉图调制度最大；
步骤5、调整第一参考标准镜与第二参考标准镜的空腔间隔，使干涉图调制度最大；
步骤6、控制器控制分幅相机采集获得干涉图像，对干涉图像进行数据处理获得干涉波前；
步骤7、控制器从步骤6得到的干涉波前中去除标准镜对波前数据的影响，获得被测镜的面形；
步骤8、逐步增加反射次数得到新的延迟时间，返回步骤3，直至达到要求的测量精度。
进一步的，在所述步骤1之前，将所述的多次反射超快高精度干涉仪置于真空、低压或稳定恒温层流空气条件下。
相较于现有技术，本发明具有如下技术效果：
1、提高了测量精度。本发明使用短脉冲激光，其脉冲宽度从fs～us，同时使用了分幅相机和光程补偿、积分时间门控的方法实现了多次反射信号分离和反射次数可调，使得多次反射干涉测量成为可能，大幅度提高了测量精度。同时，使用偏振分光棱镜、1/2波片、1/4偏振波片，使得在不同阶段激光偏振态相互匹配，通过旋转1/2波片的角度即可调整信号调制度，最终通过像素化偏振器件后在分幅相机的焦面上同时形成四幅移相干涉图，能量利用率高，使得被测镜的反射率适用范围宽；另外实现了瞬间干涉，使得系统整体震动不敏感，大大提高了测量精度。
2、保证多次反射信号的信噪比。本发明将传统的泰曼格林干涉仪两臂增加了第一参考标准镜和标准镜，在第一参考标准镜和标准镜的标准表面镀膜，减少多次反射衰减量，保证多次反射信号的信噪比。
3、精度随着反射次数而提高。在干涉腔内光波前受被测镜面面形影响，且随反射级次线性增加，除标准面、空气扰动误差也同步增加以外，其他的干涉检测误差中光子噪声、电子学噪声、前置准直系统波前影响、偏振光学器件偏光比和对准角等影响等均与反射次数无关。随着反射次数增加，测量结果受其他干扰因素的影响相对成倍降低。表现为测量重复性水平成倍降低，对比典型仪器0.1～0.5nm水平，本发明可以在20次反射条件下获得重复性精度可优于0.05nm水平。
4、避免了相干噪声。由于在分幅相机中快门调制下形成了时间选通门效应，其占空比可达到1：10～1：1000，激光源出发后通过不同通道形成的杂散光或非期望光到达分幅相机的时间点与有效光脉冲光信号的不同，从而其主要部分将被屏蔽在了有效探测外之外无法形成响应，避免了非考察表面、散射杂光对检测结果干扰。尤其是避免了标准镜中的多次反射干扰、干涉仪中元器件表面多次反射形成干扰等，使干涉图样质量有明显提升，且不需要利用毛玻璃等洗破坏空间相干性的方法解决相干噪声问题。
5、本发明可分别测量薄平行平板的前后两表面面形(依靠光程补偿即可进行调节选择)，利用时间选通避免互相干扰，且多次反射提高了时间错位量后，与其他类型干涉仪对平行平板的厚度限制(>0.5mm)相比可以降低到5倍以上。
6、抗震动，由于检测使用的脉冲激光的脉宽极小(典型值为100ps～10ps)，此段时间内机械振动水平远小于pm水平。
7、对激光光源的光波长稳定性要求低和相干长度要求低。由于使用近等光程干涉条件(即所有进入分幅相机的干涉信号对走过的光程均几乎相等，都是由同一个光脉冲分振幅而来，因此其相干性不需要很高)比通常的菲索型和泰曼格林型干涉仪的激光波长稳定性要求大幅放宽到1/100～1/10000。同样由于近等光程干涉原因，在调节能力允许范围内激光相干长度大于毫米量级即可，大幅度放宽了对激光器的限制。
综上，本发明提出了使用短脉冲激光在干涉等光程腔体中多次反射振荡的方法增加检测灵敏度，与此同时采用了延时同步快门的分幅相机来实现多次反射干涉脉冲信号的时间选通，从而实现皮米量级的光学镜面面形检测。
附图说明
图1是本发明的一种多次反射超快高精度干涉仪的结构示意图，其中，第一参考标准镜、第二参考标准镜、标准镜和被测镜均为平面镜。
图2是本发明的一种多次反射超快高精度干涉仪的结构示意图，其中，第一参考标准镜和第二参考标准镜均为平面镜，标准镜和被测镜均为球面镜。
以下结合附图和具体实施方式对本发明进一步解释说明。
具体实施方式
如图1所示，本发明的多次反射超快高精度干涉仪包括短脉冲激光源、光能量调整装置、线偏振片、1/2波片、偏振分光棱镜、第一1/4偏振波片、第二1/4偏振波片、第一参考标准镜、第二参考标准镜、标准镜、偏振器件、分幅相机和控制器。其中：
短脉冲激光源发出的短脉冲激光从光源射出后依次经光能量调整装置、线偏振片和1/2波片后进入偏振分光棱镜，分解成为偏振方向分别与偏振分光棱镜主截面平行、垂直的两束光，平行于偏振分光棱镜主截面的光束进入测量支路，垂直于偏振分光棱镜主截面的光束进入参考支路(依据偏振分光棱镜特性可交换)；
进入测量支路中的光波经第一1/4偏振波片后成为圆偏振光，通过标准镜后进入由标准镜和被测反射镜构成的振荡光腔，光波在振荡光腔中多次反射，每次从被测反射镜返回通过标准镜形成一个被测回波信号，从而得到一系列被测回波信号(即短脉冲激光源发出的每个激光脉冲激励对应一系列被测回波信号)；被测回波信号经第一1/4偏振波片变为线偏振光，其偏振方向与光束第一次经过第一1/4偏振波片时相比转动90度，该线偏振光进入偏振分光棱镜被反射。
进入参考支路的光波经第二1/4偏振波片后成为圆偏振光，通过第一参考标准镜后进入由第一参考标准镜和第二参考标准镜构成的振荡光腔，光波在振荡光腔中多次反射，每次在第二标准镜表面的反射分别形成一个参考光脉冲信号，从而得到一系列参考光脉冲信号。参考光脉冲信号经第二1/4偏振波片变为线偏振光，其偏振方向与光束第一次经过第二1/4偏振波片时相比转动90度，透过偏振分光棱镜。
第一参考标准镜标准表面到偏振分光棱镜PBS分光面的光程与标准镜的标准表面到PBS分光面的光程相等，以保证测量支路和参考支路的回波共相。
第一参考标准镜和第二参考标准镜构成的光腔与标准镜和被测反射镜构成光腔的光程相等或为整数倍比(光程相等时双臂等反射次数，为整数倍比时双臂反射次数不同)。
同一时刻的被测回波脉冲信号与参考光脉冲信号经过偏振分光棱镜后合束，再经过由多个偏振化方向不同偏振片组成的偏振器件后形成多幅干涉图像被分幅相机获取，从而得到一系列干涉图像。
上述技术方案中，1/2波片用于修正能量和两偏振光能量对比；
优选的，在短脉冲激光源与光能量调整装置之间设有第一准直镜，用于解决照明均匀性和空间相干性。具体的，第一准直镜包括两个光学透镜及它们之间的一个小孔，光学透镜用于准直成为平行光，小孔用作空间滤波。
优选的，在偏振分光棱镜与偏振器件之间设有第二准直镜，用于匹配分幅相机的探测器尺寸或局部放大干涉图像。具体的，第二准直镜包括两个光学透镜及它们之间的一个小孔，光学透镜用于干涉条纹图像成像，小孔用作空间滤波和减少杂散光影响。
优选的，在第一参考标准镜和标准镜的标准表面均镀有反射膜(反射率为30％～99.95％)，减少多次反射衰减量，保证多次反射信号的信噪比。
具体的，第一参考标准镜和第二参考标准镜可以同时为平面镜或球面镜，标准镜、被测镜可以为平面镜或球面镜；其中，当第一参考标准镜和标准镜为球面镜时，该球面镜为菲索型标准传输球面镜。
具体的，光能量调整装置包括至少两个衰减片，其中一个衰减片透过率可变，用于调整激光透过率。
分幅相机、短脉冲激光器的外同步线均连接至控制器，同步控制器根据提前设置的延迟时间控制短脉冲激光器和分幅相机同步。
本发明给出了一种多次反射的面形测量方法，该方法采用上述多次反射超快高精度干涉仪进行测量，以下以被测镜、标准镜、第一参考标准镜和第二参考标准镜均为平明镜为例描述，具体包括如下步骤：
步骤1、设置延迟时间和分幅相机的快门时间宽度，控制器实时接收短脉冲激光源发来的脉冲信号作为触发信号，根据延迟时间和快门时间宽度控制分幅相机获取干涉条纹；固定标准镜位置，调节第一参考标准镜的光轴方向和位置，使第一参考标准镜标准表面到偏振分光镜PBS分光面的光程等于标准镜的标准表面到PBS分光面的光程，直至分幅相机获得的干涉条纹为零条纹；
其中，延迟时间＝零反射光程/光速；其中，零反射光程即光束未进入震荡光腔的情况下从短脉冲激光器到分幅相机的总光程，且快门时间宽度不小于激光脉冲宽度且小于激光脉冲间隔。
步骤2、重新设置延迟时间，延迟时间＝(零反射光程+反射次数*反射光程)/光速，其中，反射光程＝空腔间隔*2*空气折射率；反射次数选择为1；
调整被测镜与标准镜的空腔间隔使其等于第一参考标准镜与第二参考标准镜的空腔间隔，使得分幅相机干涉条纹调制度最高；然后调节第二参考标准镜与被测镜的角度，使得分幅相机获得的干涉条纹为零条纹；
步骤3、重新设置延迟时间，延迟时间＝(零反射光程+反射次数*反射光程)/光速，其中，反射光程＝空腔间隔*2*空气折射率；反射次数选择为自然数，一般为5～100次；
步骤4、调整光能量调整装置及1/2波片的旋转角，使分幅相机焦面上形成的干涉图调制度最大。
步骤5、当调整被测镜与标准镜的空腔间隔或者第一参考标准镜与第二参考标准镜的空腔间隔，使干涉图调制度最大。
步骤6、控制器控制分幅相机采集获得干涉图像，对干涉图像进行数据处理获得干涉波前。
步骤7、控制器从步骤6得到的干涉波前中去除标准镜对波前数据的影响，获得被测镜的面形。
步骤8、逐步增加反射次数得到新的延迟时间，返回步骤3，直至达到要求的测量精度。
优选的，在步骤1之前，将本发明的光学系统部分置于真空、低压或稳定恒温层流空气条件下。这是由于标准镜的误差和空气扰动造成的光程差影响不随反射次数变化减少，标准镜的误差可通过精确标定解决，而空气扰动随时间会发生变化，将本发明的光学系统部分置于真空、低压或稳定恒温层流空气条件下能够有效避免空气扰动导致的误差。
另一方面，当被测镜和标准镜均为球面镜(标准镜优选菲索型标准传输球面镜)，第一参考标准镜与第二参考标准镜均为平面镜时，此种情况下，被测面与标准镜的焦点重合，其光程确定后无法调整。因此采用上述本发明的方法时，需要将步骤2替换为：调整被测镜的角度和位置(六个自由度)，使得分幅相机获得的干涉条纹为零条纹；然后调整第一参考标准镜与第二参考标准镜的空腔间隔等于被测镜与标准镜的空腔间隔，使得分幅相机干涉条纹调制度最高；然后调节第二参考标准镜与被测镜的角度，使得分幅相机获得的干涉条纹为零条纹；将步骤5替换为：调整第一参考标准镜与第二参考标准镜的空腔间隔，使干涉图调制度最大。
Claims (12)
1.一种多次反射超快高精度干涉仪，其特征在于，包括短脉冲激光源、光能量调整装置、线偏振片、1/2波片、偏振分光棱镜、第一1/4偏振波片、第二1/4偏振波片、第一参考标准镜、第二参考标准镜、标准镜、偏振器件、分幅相机和控制器，所述分幅相机、短脉冲激光器均连接至控制器，其中：
所述短脉冲激光源发出的短脉冲激光从光源射出后依次经光能量调整装置、线偏振片和1/2波片后进入偏振分光棱镜，分解成为偏振方向分别与偏振分光棱镜主截面平行、垂直的两束光，平行于偏振分光棱镜主截面的光束进入测量支路，垂直于偏振分光棱镜主截面的光束进入参考支路；
进入所述测量支路中的光波经第一1/4偏振波片后成为圆偏振光，通过标准镜后进入由标准镜和被测反射镜构成的振荡光腔，光波在振荡光腔中多次反射，每次从被测反射镜返回通过标准镜形成一个被测回波信号，从而得到一系列被测回波信号；被测回波信号经第一1/4偏振波片变为线偏振光，其偏振方向与光束第一次经过第一1/4偏振波片时相比转动90度，该线偏振光进入偏振分光棱镜被反射；
进入所述参考支路的光波经第二1/4偏振波片后成为圆偏振光，通过第一参考标准镜后进入由第一参考标准镜和第二参考标准镜构成的振荡光腔，光波在振荡光腔中多次反射，每次在第二标准镜表面的反射分别形成一个参考光脉冲信号，从而得到一系列参考光脉冲信号；参考光脉冲信号经第二1/4偏振波片变为线偏振光，其偏振方向与光束第一次经过第二1/4偏振波片时相比转动90度，透过偏振分光棱镜；
所述第一参考标准镜标准表面到偏振分光棱镜PBS分光面的光程与标准镜的标准表面到PBS分光面的光程相等；所述第一参考标准镜和第二参考标准镜构成的光腔与标准镜和被测反射镜构成光腔的光程相等或为整数倍比；
同一时刻的被测回波脉冲信号与参考光脉冲信号经过偏振分光棱镜后合束，再经过由多个偏振化方向不同偏振片组成的偏振器件后形成多幅干涉图像被分幅相机获取。
2.如权利要求1所述的多次反射超快高精度干涉仪，其特征在于，所述光能量调整装置包括至少两个衰减片，其中一个衰减片透过率可变。
3.如权利要求1所述的多次反射超快高精度干涉仪，其特征在于，在所述短脉冲激光源与光能量调整装置之间设有第一准直镜。
4.如权利要求3所述的多次反射超快高精度干涉仪，其特征在于，所述第一准直镜包括两个光学透镜及它们之间的一个小孔。
5.如权利要求1所述的多次反射超快高精度干涉仪，其特征在于，在偏振分光棱镜与偏振器件之间设有第二准直镜。
6.如权利要求5所述的多次反射超快高精度干涉仪，其特征在于，第二准直镜包括两个光学透镜及它们之间的一个小孔。
7.如权利要求1所述的多次反射超快高精度干涉仪，其特征在于，在第一参考标准镜和标准镜的标准表面均镀有反射膜。
8.一种多次反射的面形测量方法，其特征在于，该方法基于权利要求1～7任一项所述的多次反射超快高精度干涉仪，所述多次反射超快高精度干涉仪中，第一参考标准镜、第二参考标准镜、被测镜和标准镜均为平面镜，具体包括如下步骤：
步骤1、设置延迟时间和分幅相机的快门时间宽度，控制器实时接收短脉冲激光源发来的脉冲信号作为触发信号，根据延迟时间和快门时间宽度控制分幅相机获取干涉条纹；固定标准镜位置，调节第一参考标准镜的光轴方向和位置，使第一参考标准镜标准表面到偏振分光镜PBS分光面的光程等于标准镜的标准表面到PBS分光面的光程，直至分幅相机获得的干涉条纹为零条纹；
其中，延迟时间＝零反射光程/光速；其中，零反射光程即光束未进入震荡光腔的情况下从短脉冲激光器到分幅相机的总光程，且快门时间宽度不小于激光脉冲宽度且小于激光脉冲间隔；
步骤2、重新设置延迟时间，延迟时间＝(零反射光程+反射次数*反射光程)/光速，其中，反射光程＝空腔间隔*2*空气折射率；反射次数选择为1；
调整被测镜与标准镜的空腔间隔使其等于第一参考标准镜与第二参考标准镜的空腔间隔，使得分幅相机干涉条纹调制度最高；然后调节第二参考标准镜与被测镜的角度，使得分幅相机获得的干涉条纹为零条纹；
步骤3、重新设置延迟时间，延迟时间＝(零反射光程+反射次数*反射光程)/光速，其中，反射光程＝空腔间隔*2*空气折射率；反射次数选择为自然数，一般为5～100次；
步骤4、调整光能量调整装置及1/2波片的旋转角，使分幅相机焦面上形成的干涉图调制度最大；
步骤5、当调整被测镜与标准镜的空腔间隔或者第一参考标准镜与第二参考标准镜的空腔间隔，使干涉图调制度最大；
步骤6、控制器控制分幅相机采集获得干涉图像，对干涉图像进行数据处理获得干涉波前；
步骤7、控制器从步骤6得到的干涉波前中去除标准镜对波前数据的影响，获得被测镜的面形；
步骤8、逐步增加反射次数得到新的延迟时间，返回步骤3，直至达到要求的测量精度。
9.如权利要求8所述的多次反射的面形测量方法，其特征在于，在所述步骤1之前，将所述的多次反射超快高精度干涉仪置于真空、低压或稳定恒温层流空气条件下。
10.一种多次反射的面形测量方法，其特征在于，该方法基于权利要求1～7任一项所述的多次反射超快高精度干涉仪，所述多次反射超快高精度干涉仪中，第一参考标准镜、第二参考标准镜、被测镜和标准镜均为平面镜，具体包括如下步骤：
步骤1、设置延迟时间和分幅相机的快门时间宽度，控制器实时接收短脉冲激光源发来的脉冲信号作为触发信号，根据延迟时间和快门时间宽度控制分幅相机获取干涉条纹；固定标准镜位置，调节第一参考标准镜的光轴方向和位置，使第一参考标准镜标准表面到偏振分光镜PBS分光面的光程等于标准镜的标准表面到PBS分光面的光程，直至分幅相机获得的干涉条纹为零条纹；
其中，延迟时间＝零反射光程/光速；其中，零反射光程即光束未进入震荡光腔的情况下从短脉冲激光器到分幅相机的总光程，且快门时间宽度不小于激光脉冲宽度且小于激光脉冲间隔；
步骤2、重新设置延迟时间，延迟时间＝(零反射光程+反射次数*反射光程)/光速，其中，反射光程＝空腔间隔*2*空气折射率；反射次数选择为1；
调整被测镜的角度和位置，使得分幅相机获得的干涉条纹为零条纹；然后调整第一参考标准镜与第二参考标准镜的空腔间隔等于被测镜与标准镜的空腔间隔，使得分幅相机干涉条纹调制度最高；然后调节第二参考标准镜与被测镜的角度，使得分幅相机获得的干涉条纹为零条纹；
步骤3、重新设置延迟时间，延迟时间＝(零反射光程+反射次数*反射光程)/光速，其中，反射光程＝空腔间隔*2*空气折射率；反射次数选择为自然数，一般为5～100次；
步骤4、调整光能量调整装置及1/2波片的旋转角，使分幅相机焦面上形成的干涉图调制度最大；
步骤5、调整第一参考标准镜与第二参考标准镜的空腔间隔，使干涉图调制度最大；
步骤6、控制器控制分幅相机采集获得干涉图像，对干涉图像进行数据处理获得干涉波前；
步骤7、控制器从步骤6得到的干涉波前中去除标准镜对波前数据的影响，获得被测镜的面形；
步骤8、逐步增加反射次数得到新的延迟时间，返回步骤3，直至达到要求的测量精度。
11.如权利要求10所述的多次反射的面形测量方法，其特征在于，所述标准镜为菲索型标准传输球面镜。
12.如权利要求10所述的多次反射的面形测量方法，其特征在于，在所述步骤1之前，将所述的多次反射超快高精度干涉仪置于真空、低压或稳定恒温层流空气条件下。
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