DE102006035022A1

DE102006035022A1 - Verfahren zum Herstellen einer optischen Komponente, Interferometeranordnung und Beugungsgitter

Info

Publication number: DE102006035022A1
Application number: DE102006035022A
Authority: DE
Inventors: Matthias Dreher; Rolf Dr. Freimann
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Priority date: 2006-07-28
Filing date: 2006-07-28
Publication date: 2008-01-31
Also published as: US20090128829A1; CN101495833B; JP2009544953A; WO2008012091A2; US8345262B2; US20120127481A1; JP5481192B2; US8104905B2; DE112007001660A5; WO2008012091A3; CN101495833A

Abstract

Eine Interferometeranordnung umfaßt eine Strahlungsquelle für Meßstrahlung, eine Interferometeroptik zur Erzeugung eines Meßstrahlungsstrahls und eine Interferometeroptik, die ein Beugungsgitter enthält, welches aus Beugungselementen wenigstens eines ersten Typs und eines zweiten Typs gebildet ist, wobei in wenigstens einem Bereich des Beugungsgitters eine Gitterstruktur aus den Beugungselementen derart moduliert ist, daß diese ein Übergitter bilden. An diesem Übergitter gebeugte Meßstrahlung wird für eine interferometrische Vermessung einer asphärischen optischen Oberfläche eingesetzt. Eine aus dieser Vermessung ermittelte Gestalt der asphärischen Oberfläche kann in weiteren Bearbeitungsschritten benutzt werden, um die Gestalt der optischen Oberfläche an eine Soll-Gestalt anzugleichen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements, eine Interferometeranordnung und ein Beugungsgitter.
Insbesondere dient das Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements mit einer asphärischen Oberfläche, wobei die optische Oberfläche mit der Interferometeranordnung vermessen wird. Das Beugungsgitter kann insbesondere eine Komponente der Interferometeranordnung sein.
Das optische Element mit der optischen Oberfläche ist beispielsweise eine optische Komponente, wie etwa eine Linse oder ein Spiegel. Derartige optische Komponenten werden in optischen Systemen, wie etwa einem in der Astronomie verwendeten Teleskop oder in einem Abbildungssystem eingesetzt, wie es in lithographischen Verfahren zum Einsatz kommt. Der Erfolg eines solchen optischen Systems ist wesentlich bestimmt durch eine Genauigkeit, mit der dessen optische Komponenten hergestellt und dahingehend bearbeitet werden können, daß deren Oberflächengestalten jeweils einer Soll-Gestalt entsprechen, welche durch einen Designer des optischen Systems bei dessen Auslegung festgelegt wurden. Im Rahmen einer solchen Herstellung ist es notwendig, die Gestalt der bearbeiteten optischen Flächen mit deren Soll-Gestalt zu vergleichen und Differenzen bzw. Abweichungen zwischen der gefertigten Oberfläche und der Soll-Oberfläche zu bestimmen. Die optische Oberfläche kann dann in solchen Bereichen bearbeitet werden, wo Differenzen zwischen der bearbeiteten Fläche und der Soll-Fläche beispielsweise vorbestimmte Schwellenwerte überschreiten.
Herkömmlicherweise werden Interferometer für hochgenaue Messungen an optischen Flächen eingesetzt. Die herkömmliche Interferometeranordnung zum Messen einer optischen Oberfläche umfaßt typischerweise eine Quelle kohärenten Lichts und eine Interferometeroptik, um einen Meßlichtstrahl zu erzeugen, welcher auf die zu vermessende Fläche derart auftrifft, daß Wellenfronten des Meßlichts an Orten der zu vermessenden Fläche jeweils eine gleiche Gestalt aufweisen, wie die Soll-Gestalt der zu vermessenden Fläche. In einer solchen Situation trifft das Licht des Meßlichtstrahls an jedem Ort der zu vermessenden Fläche im Wesentlichen orthogonal auf diese auf und wird dann von dieser in sich selbst zurückreflektiert. Das zurückreflektierte Meßlicht wird sodann mit Referenzlicht überlagert, welches von einer Referenzfläche reflektiert wurde. Aus hierbei entstehenden Interferenzen können sodann Abweichungen zwischen der Gestalt der vermessenen Fläche und ihrer Soll-Gestalt ermittelt werden.
Während sphärische Wellenfronten zum Vermessen von sphärischen optischen Oberflächen mit relativ hoher Genauigkeit durch herkömmliche Interferometeroptiken erzeugt werden können, sind fortgeschrittene Techniken notwendig, um Meßlichtstrahlen zu erzeugen, deren Wellenfronten asphärisch sind, so daß das Meßlicht an einem jeden Ort einer zu vermessenden asphärischen optischen Oberfläche orthogonal auf diese auftrifft. Um derartige Meßlichtstrahlen zu erzeugen, werden Optiken eingesetzt, welche als Null-Linsen, K-Systeme oder Kompensatoren bezeichnet werden. Hintergrundinformation hinsichtlich solcher Null-Linsen oder Kompensatoren kann dem Kapitel 12 des Lehrbuchs von Daniel Malaccra, Optical Shop Testing, 2nd edition, Wiley interscience Publication (1992), entnommen werden.
Ein solcher Kompensator zum Erzeugen von asphärischen Wellenfronten kann ein oder mehrere refraktive optische Elemente, wie etwa Linsen oder ein oder mehrere diffraktive optische Elemente, wie etwa Beugungsgitter bzw. Hologramme enthalten. Hintergrundinformation zum Einsatz von Beugungsgittern in Interferometeroptiken kann den Kapiteln 15.1, 15.2 und 15.3 des Lehrbuches von Daniel Malaccra entnommen werden.
Das Beugungsgitter kann hierbei beispielsweise ein computergeneriertes Hologramm (CGH) sein, welches dadurch erzeugt wird, daß der Aufbau des Interferometers durch ein geeignetes Rechenverfahren, wie etwa ein ray tracing-Verfahren, simuliert wird und hierbei eine Phasenfunktion des Beugungsgitters derart errechnet wird, daß dieses eine gewünschte Funktion in dem Strahlengang der Interferometeranordnung aufweist. Aus der errechneten Phasenfunktion des Beugungsgitters kann dieses dann hergestellt werden.
Herstellverfahren für derartige computergenerierte Hologramme umfassen beispielsweise das Schreiben des Gitters mit einem Laserstrahl oder einem Elektronenstrahl unter Zuhilfenahme lithographischer Schritte.
Ein Problem hierbei ist, daß die Wirkung eines Beugungsgitters bei hohen Liniendichten, bei denen eine Gitterperiode nicht wesentlich größer ist als die Wellenlänge des verwendeten Meßlichts, mit einer einfachen Beugungstheorie schwer vorhersagbar ist und zudem auch fertigungsbedingte Parameter des Gitters, wie etwa Steghöhe, Flankensteilheit und Verrundung von Kanten einen Einfluß auf die Wirkung des Gitters haben. Derartige Einflüsse sind nicht alleine durch die Gitterperiode definiert und werden in dem vorliegenden technischen Feld auch als rigorose Effekte bezeichnet.
Aus WO03/048715 A1 ist eine Interferometeranordnung mit einem CGH bekannt, welches zwei Arten von Wellenfronten erzeugt, wobei eine Art von Wellenfronten asphärische Wellenfronten sind, welche zum Vermessen einer asphärischen optischen Fläche eingesetzt werden, während die andere Art von Wellenfronten im wesentlichen sphärische Wellenfronten sind, mit welchen ein Kalibrierkörper vermessen wird. Aus der Vermessung des Kalibrierkörpers können Rückschlüsse auf die Wirkung des Hologramms auf das Meßlicht gezogen werden, welche dann bei der Auswertung der Messung an der asphärischen optischen Oberfläche eingesetzt werden können.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Interferometeranordnung mit einem Beugungsgitter vorzuschlagen, welche eine vergleichsweise hohe Genauigkeit der Vermessung asphärischer optischer Oberflächen bei gleichzeitig einfacher Handhabbarkeit erlaubt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfaßt eine Interferometeranordnung eine Strahlungsquelle für Meßstrahlung, eine Interferometeroptik zur Erzeugung eines Meßstrahlungsstrahl, in welchem ein zu vermessendes Objekt anordenbar ist, und einen Detektor zum Empfangen von Meßstrahlung nach deren Wechselwirkung mit dem zu vermessenden Objekt, wobei die Interferometeroptik ein Beugungsgitter umfaßt.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform ist das Beugungsgitter aus Beugungselementen wenigstens eines ersten Typs und eines zweiten Typs gebildet, wobei in wenigstens einem Bereich des Beugungsgitters eine Gitterstruktur aus den Beugungselementen derart moduliert ist, daß diese ein Übergitter bilden.
Durch die Bereitstellung des Übergitters hat das Beugungsgitter charakteristisch verschiedene strahlungsbeugende Wirkungen. Zum einen wird Strahlung an periodischen Strukturen gebeugt werden, welche durch die abwechselnd nebeneinander angeordneten Beugungselemente des wenigstens ersten und zweiten Typs gebildet sind. Zudem wird zum anderen Strahlung an periodischen Strukturen gebeugt werden, welche durch das Übergitter gebildet sind.
Das Übergitter umfaßt wenigstens einen ersten Typ und einen zweiten Typ von langgestreckten Streifen, welche abwechselnd nebeneinander angeordnet sind und voneinander verschiedene optische Eigenschaften aufweisen, indem sich die Streifen des ersten Typs und des zweiten Typs hinsichtlich eines Anordnungsmusters von Beugungselementen innerhalb der Streifen unterscheiden.
Gemäß einer Ausführungsform hierbei unterscheiden sich die Streifen des ersten Typs von den Streifen des zweiten Typs hinsichtlich des Anordnungsmusters von Beugungselementen innerhalb der Streifen dadurch, daß in den Streifen des ersten Typs die Beugungselemente des ersten und des zweiten Typs abwechselnd nebeneinander angeordnet sind, während der zweite Typ von Streifen frei von Beugungselementen des ersten Typs und des zweiten Typs ist.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform hierzu sind sowohl innerhalb der Streifen des ersten Typs als auch innerhalb der Streifen des zweiten Typs jeweils Beugungselemente des ersten Typs und den zweiten Typs abwechselnd nebeneinander angeordnet. Hierbei unterscheiden sich die Streifen des ersten und des zweiten Typs dadurch voneinander, daß die Anordnungsmuster der Beugungselemente innerhalb der Streifen des ersten Typs und des zweiten Typs eine im wesentlichen gleiche Ortsfrequenz aufweisen, im Vergleich zueinander aber phasenversetzt angeordnet sind. Insbesondere können die Anordnungsmuster hierbei soweit phasenversetzt zueinander angeordnet sein, daß die Anordnungsmuster der Beugungselemente innerhalb der Streifen des ersten Typs mit im wesentlichen entgegengesetzter Phase relativ zu dem Anordnungsmuster der Beugungselemente innerhalb der Streifen des zweiten Typs angeordnet sind.
Die Beugungselemente des ersten Typs und des zweiten Typs können derart ausgebildet sein, daß sie ein Amplitudengitter bilden, was beispielsweise dadurch gegeben sein kann, daß die Beugungselemente des ersten Typs eine größere Absorption für die Meßstrahlung aufweisen als die Beugungselemente des zweiten Typs. Es ist auch möglich, daß die Beugungselemente des ersten und des zweiten Typs ein Phasengitter bilden, was dadurch erreicht werden kann, daß die Beugungselemente des ersten Typs eine Phase der Meßstrahlung anders beeinflussen als die Beugungselemente des zweiten Typs. Hierbei ist es insbesondere auch möglich, die Wirkungen des Beugungsgitters als Phasengitter und die Wirkungen des Beugungsgitters als Amplitudengitter zu kombinieren, so daß die Beugungselemente des ersten Typs und des zweiten Typs sich sowohl hinsichtlich ihrer intensitätsabsorbierenden Wirkung als auch hinsichtlich ihrer phasenschiebenden Wirkung auf die Meßstrahlung unterscheiden.
Die Meßstrahlung wird an dem durch die benachbarte Anordnung der Beugungselemente des ersten und des zweiten Typs gebildeten Gitter gebeugt, beispielsweise in eine plus erste Beugungsordnung, eine minus erste Beugungsordnung, eine plus zweite Beugungsordnung, eine minus zweite Beugungsordnung usw. Ferner wird die Meßstrahlung an dem Übergitter gebeugt, und zwar auch hier beispielsweise in eine plus erste Beugungsordnung, eine minus erste Beugungsordnung, eine plus zweite Beugungsordnung, eine minus zweite Beugungsordnung usw. Da eine der benachbarten Anordnungen der Beugungselemente des wenigstens ersten und zweiten Typs zuordenbare Gitterperiode wesentlich kleiner ist als eine Gitterperiode, welche der benachbarten Anordnung der Streifen des wenigstens ersten und zweiten Typs zuordenbar ist, ist ein Beugungswinkel, den die Meßstrahlung bei der Beugung an dem durch die Beugungselemente gebildeten Gitter einer gegebenen Ordnung erfährt, wesentlich größer als ein Beugungswinkel, den die Meßstrahlung an dem Übergitter bei der entsprechenden Beugungsordnung erfährt. Beispielsweise ist ein Beugungswinkel der plus ersten Beugungsordnung an dem durch die nebeneinander angeordneten Beugungselemente gebildeten Gitter wesentlich größer als ein Beugungswinkel der plus ersten Beugungsordnung an dem Übergitter.
Da die Meßstrahlung sowohl an dem durch die Beugungselemente gebildeten Gitter als auch an dem Übergitter gebeugt wird, addieren sich die Beugungswinkel aus der Beugung an dem Gitter und der Beugung an dem Übergitter zu einem Gesamt-Beugungswinkel. Hierbei können mehrere Kombinationen von Gesamt-Beugungswinkeln entstehen. So sei beispielsweise angenommen, daß das durch die benachbarte Anordnung der Beugungselemente gebildete Gitter hauptsächlich eine plus erste Beugungsordnung und eine minus erste Beugungsordnung erzeugt und daß ebenfalls das Übergitter hauptsächlich eine plus erste und eine minus erste Beugungsordnung erzeugt. Dann entstehen vier verschiedene Gesamt-Beugungswinkel für die Meßstrahlung, nämlich ein erster Gesamt-Beugungswinkel für Meßstrahlung, die an dem Gitter unter plus erster und an dem Übergitter unter plus erster Beugungsordnung gebeugt wird, ein zweiter Gesamt-Beugungswinkel für Meßstrahlung, die an dem Gitter unter plus erster und an dem Übergitter unter minus erster Beugungsanordnung gebeugt wird, ein dritter Gesamt-Beugungswinkel für Meßstrahlung, die an dem Gitter unter minus erster Beugungsordnung und an dem Übergitter unter plus erster Beugungsordnung gebeugt wird und ein vierter Gesamt-Beugungswinkel für Meßstrahlung, die an dem Gitter unter minus erster Beugungsordnung und an dem Übergitter unter minus erster Beugungsordnung gebeugt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Interferometeranordnung derart konfiguriert, daß Meßstrahlung, welche an dem Übergitter unter einer von der nullten Beugungsordnung verschiedenen vorbestimmten Beugungsordnung gebeugt wird, ein von dem Detektor detektierbares Interferenzmuster erzeugt. Die Interferometeranordnung ist damit derart konfiguriert, daß die Beugung an dem Übergitter für die interferometrische Messung genutzt wird. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß in dem Strahlengang der Interferometeranordnung eine Blende angeordnet ist, welche Meßstrahlung aus dem Strahlengang entfernt, die an dem Übergitter unter der nullten Beugungsordnung oder einer von der vorbestimmten Beugungsordnung verschiedenen Beugungsordnung gebeugt wird.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist das Beugungsgitter derart konfiguriert, daß Meßstrahlung, welche an dem Übergitter unter einer von der nullten Beugungsordnung verschiedenen Beugungsordnung gebeugt wird, im wesentlichen sphärische Wellenfronten aufweist. Da diese Meßstrahlung ebenfalls an dem durch die benachbarte Anordnung der Beugungselemente gebildeten Gitter gebeugt wird, ergeben sich die sphärischen Wellenfronten durch die kombinierte Beugung der Meßstrahlung an dem Gitter und an dem Übergitter. Hierdurch ist es möglich, die Wirkung des Beugungsgitters in einer Testmessung unter Zuhilfenahme eines sphärischen Referenzkörpers zu vermessen und zu verstehen. Insbesondere können hierdurch Effekte des Beugungsgitters, die beispielsweise durch eine skalare Beugungstheorie nicht mit ausreichender Genauigkeit beschreibbar sind, erfaßt werden. Es kann nämlich angenommen werden, daß die Wirkung des Übergitters aufgrund seiner großen Gitterperiode relativ gut durch skalare Beugungstheorie beschreibbar ist. Wenn nun die Meßstrahlung, welche aufgrund der kombinierten Wirkung des Gitters und des Übergitters im wesentlichen sphärische Wellenfronten aufweisen soll, tatsächlich von der sphärischen Wellenfrontform abweichende Wellenfrontformen aufweist, so können diese Abweichungen im wesentlichen ausschließlich der Wirkung des durch die benachbarte Anordnung der Beugungselemente gebildeten Gitters zugeschrieben werden. Es ist somit möglich, von beispielsweise einer skalaren Beugungstheorie abweichende Wirkungen des Gitters zu erfassen und bei der Auswertung von Messungen an einem tatsächlichen Meßobjekt zu berücksichtigen. Für eine solche Messung wird dann Meßstrahlung verwendet, die an dem Übergitter unter einer von der nullten Beugungsordnung und der ersten Beugungsordnung verschiedenen Beugungsordnung gebeugt wird und asphärische Wellenfronten aufweist. Die Interferometeranordnung ist somit für die Vermessung von asphärischen Oberflächen geeignet, wobei von der skalaren Beugungstheorie abweichende Effekte des Beugungsgitters über die Messung an einem sphärischen Testobjekt kalibrierbar sind.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ferner ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements mit einer asphärischen Oberfläche vorgeschlagen, welches umfaßt: Anordnen des optischen Elements in dem Meßstrahlungsstrahl der vorangehend erläuterten Interferometeranordnung derart, daß an dem Übergitter unter einer Beugungsordnung, welche von der nullten Beugungsordnung verschieden ist, gebeugte Meßstrahlung im wesentlichen orthogonal auf die asphärische Oberfläche auftrifft, Aufzeichnen wenigstens einer Intensitätsverteilung mit dem Detektor und Bearbeiten der asphärischen Oberfläche in Abhängigkeit von der wenigstens einen aufgezeichneten Intensitätsverteilung.
Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Hierbei zeigt:
1 Eine schematische Darstellung einer Interferometeranordnung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
2 eine schematische Draufsicht auf ein in der Interferometeranordnung der 1 verwendetes Beugungsgitter,
3 eine schematische Darstellung eines Querschnitts durch einen Teil des in 2 gezeigten Beugungsgitters,
4a und 4b ein Wirkung des in den 2 und 3 gezeigten Beugungsgitters auf Wellenfronten von Meßstrahlung der Interferometeranordnung der 1,
5 Graphen, welche Phasenfunktionen des in den 1 und 2 gezeigten Beugungsgitters repräsentieren,
6 eine schematische Darstellung eines Querschnitts einer alternativen Ausführungsform des in den 2 und 3 gezeigten Beugungsgitters,
7 eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren alternativen Ausführungsform des in den 2 und 3 gezeigten Beugungsgitters,
8 eine schematische Darstellung einer Interferometeranordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei ein Referenzkörper mit sphärischer Oberfläche in einem Strahlengang des Interferometers angeordnet ist, und
9 die in 8 gezeigte Interferometeranordnung, wobei ein zu vermessendes Objekt mit einer asphärischen Oberfläche in dem Strahlengang angeordnet ist.
1 zeigt in schematischer Darstellung eine Interferometeranordnung 1. Diese dient zur Vermessung eines Flächenbereichs 7 einer asphärischen Spiegeloberfläche 3 eines Spiegels 5. Der Spiegel 5 ist in einem Strahlengang der Interferometeranordnung 1 an einer vorbestimmten Testposition durch eine in 1 nicht dargestellte Halterung angeordnet.
Die Interferometeranordnung 1 umfasst eine Lichtquelle zur Erzeugung von Meßstrahlung. Die Lichtquelle 11 kann einen Helium-Neon-Laser 4 umfassen, der einen Laserstrahl 6 erzeugt. Der Strahl 6 wird durch eine Fokussierlinse 8 auf ein Loch eines Raumfilters 20 fokussiert, so daß ein divergierender Strahl 18 aus kohärentem Licht aus diesem Loch hervorgeht. Wellenfronten des divergierenden Strahls 18 sind im wesentlichen sphärische Wellenfronten. Der von der Lichtquelle emittierte divergierende Strahl 18 wird durch eine oder mehr Linsen 21 kollimiert, um einen parallelen Strahl 13 aus Meßlicht zu formen, in welchem die Wellenfronten des Meßlichts im wesentlichen plane Wellenfronten sind. Der Strahl 13 wird einer Interferometeroptik 15 zugeführt und durchsetzt diese, wobei die Interferometeroptik 15 den Strahl 13 in einen solchen Meßlichtstrahl 14 umformt, daß dieser Wellenfronten einer Gestalt derart aufweist, daß die Gestalt der Wellenfronten des Strahls 14 am Ort der asphärischen Spiegelfläche 3 im wesentlichen einer Soll-Gestalt der Spiegelfläche 3 entspricht. Somit trifft die Meßstrahlung 14 im wesentlichen orthogonal an einem jeden Ort des Bereichs 7 auf die Oberfläche 3. Weicht die Gestalt der Spiegelfläche 3 von ihrer Soll-Gestalt ab, so weicht der Einfallswinkel der Meßstrahlung vom orthogonalen Einfallswinkel ab, was durch die Interferometeranordnung 1 mit hoher Empfindlichkeit detektierbar ist. Es ist dann möglich, die Spiegelfläche 3 aufgrund des Meßergebnisses weiter zu bearbeiten, um die Gestalt der Oberfläche 3 an deren Soll-Gestalt anzunähern.
Das an der Spiegelfläche 3 reflektierte Meßlicht läuft aufgrund des im wesentlichen orthogonalen Einfalls auf die Spiegelfläche 3 auf einem Weg zurück zur Interferometeroptik 15, welcher im wesentlichen mit dem Weg zusammenfällt, den das Licht zuvor von der Interferometeranordnung 15 zur Oberfläche 3 genommen hat.
Nach Durchlaufen der Interferometeranordnung 15 wird das an der Spiegelfläche 3 reflektierte Licht teilweise an einem Strahlteiler 31 reflektiert, welcher in dem divergierenden Strahl 18 des Meßlichts angeordnet ist. Ein an dem Strahlteiler 31 reflektierter Strahl 29 des an der Spiegelfläche 3 reflektierten Meßlichts durchläuft einen Raumfilter 38, welcher eine Öffnung aufweist, und ein den Raumfilter 38 durchsetzender Teil des Strahls 29 wird durch ein Objektiv 35 auf eine lichtempfindliche Fläche 37 eines Kamerachips 39 einer Kamera 34 geführt, so daß der Teil 7 der Spiegelfläche 3 auf die Kamera 34 abgebildet ist.
Die Interferometeroptik 15 umfaßt ein leicht keilförmiges Substrat 17 mit einer flachen Oberfläche 19, welche im wesentlichen orthogonal oder unter einem kleinen Winkel relativ zu dem parallelen Strahl 13 des Meßlichts orientiert ist, welches das Substrat 13 durchsetzt hat. Die Oberfläche 19 bildet somit eine Fizeau-Fläche des Interferometersystems 1, indem sie einen Teil des Strahls 13 als Referenzlicht für das Interferenzverfahren reflektiert. Das von der Fizeau-Fläche 19 zurückreflektierte Referenzlicht wird zum Teil ebenfalls an dem Strahlteiler 31 reflektiert und auf der lichtempfindlichen Fläche 37 des Detektors 34 mit dem an der Spiegelfläche 3 reflektierten Meßlicht überlagert. Aus einem bei dieser Überlagerung entstehenden Interferenzmuster können dann nach geeigneter Auswertung Abweichungen der Gestalt der Spiegelfläche 3 von deren Soll-Gestalt ermittelt werden, um eine geeignete Nachbearbeitung der Spiegelfläche 3 zu planen.
Die Interferometeroptik 15 ist, wie vorangehend beschrieben, derart konfiguriert, daß sie den eintretenden Strahl 13, dessen Meßlicht im wesentlichen parallele Wellenfronten aufweist, in den Strahl 14 umwandelt, dessen Licht asphärische Wellenfronten aufweist, deren Gestalt am Ort der optischen Oberfläche 3 im wesentlichen der Soll-Gestalt der optischen Oberfläche entspricht. Hierzu umfaßt die Interferometeroptik 15 ein Substrat 23 mit zwei parallelen planen Oberflächen 24 und 25, wobei die Oberfläche 25 ein Beugungsgitter trägt. Das Beugungsgitter ist ein computergeneriertes Hologramm (CGH), welches derart ausgelegt ist, daß es den Strahl 13 mit den planen Wellenfronten derart beugt, daß Wellenfronten von Meßlicht, das an dem Beugungsgitter 25 unter vorbestimmten Beugungsordnungen gebeugt wird, asphärische Wellenfronten sind, deren Gestalt am Ort der Spiegelfläche 3 mit deren Soll-Gestalt übereinstimmen.
Das Beugungsgitter kann z.B. einen Durchmesser von mehr als 10 mm, insbesondere mehr als 50 mm und insbesondere mehr als 100 mm aufweisen. Ein Durchmesser des zu vermessenden Objekts, im vorliegenden Beispiel der Spiegelfläche 3, kann mehr als 100 mm, insbesondere mehr als 150 mm betragen. Insbesondere ist hierbei vorgesehen, daß das zu vermessende Objekt einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser des Beugungsgitters. Beispielsweise kann der Durchmesser des Objekts 1,5 mal oder 2,0 mal größer sein als der Durchmesser des Beugungsgitters.
Der Raumfilter 38 des Detektors 34 dient dazu, ein Auftreffen von unerwünschtem Meßlicht auf die lichtempfindliche Fläche 37 des Detektorchips 39 zu verhindern. Das unerwünschte Meßlicht kann Meßlicht umfassen, welches von Oberflächen der Interferometeroptik 15 reflektiert wird, welche von der Fizeau-Fläche 19 verschieden sind, wie beispielsweise Meßlicht, das an der der Fizeau-Fläche 19 gegenüberliegenden Oberfläche des Substrats 17 reflektiert wird. Ferner soll der Raumfilter 38 solches unerwünschtes Meßlicht absorbieren, welches von dem Beugungsgitter 25 unter Beugungsordnungen gebeugt wird, welche verschieden sind von den Beugungsordnungen, die den Meßstrahl 14 mit den gewünschten aspährischen Wellenfronten erzeugen.
Eine Konfiguration des Beugungsgitters 25 ist in 2 in Draufsicht und in 3 im Querschnitt schematisch erläutert.
Das Beugungsgitter 25 umfaßt eine Vielzahl von Beugungselementen 45, 46, welche über die Oberfläche des Beugungsgitters 25 verteilt angeordnet sind. Die einzelnen Beugungselemente 45, 46 weisen jeweils eine langgestreckte Gestalt auf und sind, gesehen quer zu deren Erstreckungsrichtungen, abwechselnd nebeneinander angeordnet. Die Beugungselemente 45 und 46 unterscheiden sich hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften auf das das Beugungsgitter 25 durchsetzende Meßlicht. Aus dem Querschnitt der 3 ist ersichtlich, daß die Beugungselemente 45 als an dem Substrat 23 vorgesehene Materialstege ausgebildet sind, während die Beugungselemente 46 als zwischen benachbarten Stegen 45 ausgebildete Lücken ausgebildet sind. Eine Höhe der Stege 45 ist dabei so bemessen, daß Meßstrahlung, welche das Substrat 23 und einen der Stege 45 durchsetzt relativ zu Meßstrahlung, welche Substrat 23 und eine der Lücken 46 durchsetzt, eine Phasenverschiebung von der Hälfte der Wellenlänge λ der Meßstrahlung erfährt. Damit bilden die abwechselnd nebeneinander angeordneten Beugungselemente 45, 46 ein Phasengitter für die Meßstrahlung.
Das Beugungsgitter 25 ist ferner in benachbart zueinander angeordnete Streifen 41 und 43 unterteilt, welche sich ebenfalls hinsichtlich ihrer optischen Wirkung auf die Meßstrahlung und insbesondere hinsichtlich einer Anordnungsperiode der Beugungselemente 45, 46 unterscheiden. In der in 3 gezeigten Ausführungsform unterscheiden sich die Streifen 41 und 43 dadurch, daß innerhalb der Streifen 41 die Beugungselemente 45 und 46 benachbart zueinander angeordnet sind, während die Streifen 43 frei von Beugungselementen 45, 46 sind. Es ist offensichtlich, daß sich die Streifen 41 und 43 hinsichtlich ihrer optischen Wirkung auf die Meßstrahlung unterscheiden, weshalb auch die periodisch abwechselnde Anordnung der Streifen 41, 43 nebeneinander die Wirkung eines optischen Gitters auf die Meßstrahlung hat. Da die Streifen 41 und 43 durch unterschiedliche Anordnungsmuster der Beugungselemente 45, 46 gebildet sind, kann die Anordnung der Streifen 41, 43 ebenfalls als Übergitter des aus den Beugungselementen 45, 46 gebildeten Gitters bezeichnet werden.
Die das Beugungsgitter 25 durchsetzende Meßstrahlung erfährt somit eine Beugung an dem aus der benachbarten Anordnung der Beugungselemente 45, 46 gebildeten Gitter sowie eine weitere Beugung an dem durch die benachbarte Anordnung der Streifen 41, 43 gebildeten Übergitter. Dies wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 4a und 4b erläutert. In 4a ist mit dem Bezugszeichen 51 eine Gruppe von planen Wellenfronten des Strahls 13 und mit Bezugszeichen 53 eine Ausbreitungsrichtung des Lichts des Strahls 13 bezeichnet. Licht, welches auf das aus den Beugungselementen 45, 46 gebildete Gitter innerhalb der Streifen 41 trifft, wird an diesem Gitter aus den Beugungselementen 45, 46 unter einer gegebenen Beugungsordnung gebeugt, wie dies durch Pfeile 55 in 4a angedeutet ist. Bezugszeichen 57 bezeichnet in 4a eine Gruppe von Wellenfronten von Licht, welches lediglich durch das aus den Elementen 45, 46 gebildete Gitter gebeugt wird und von dem aus den Streifen 41, 43 gebildeten Übergitter nicht beeinflußt ist. Die 4b ist eine gegenüber der 4a ergänzte Darstellung, in welcher eine Beugung an dem durch die Streifen 41, 43 gebildeten Übergitter berücksichtigt ist. Diese Beugung führt zu einer weiteren Ablenkung des das Beugungsgitter 25 durchsetzenden Lichts, was in 4b durch die Pfeile 59 angedeutet ist und zu einer zusätzlichen Verformung von Wellenfronten führt, wobei in 4b das Bezugszeichen 57 wie in 4a eine Gruppe von Wellenfronten bezeichnet, welche lediglich an dem durch die Beugungselemente 45, 46 gebildeten Gitter gebeugten Licht hervorgehen, während Bezugszeichen 61 in 4b eine Gruppe von Wellenfronten bezeichnet, welche aus Licht entstehen, welches sowohl an dem durch die Beugungselemente 45, 46 gebildeten Gitter als auch an dem durch die Streifen 41, 43 gebildeten Übergitter gebeugt ist.
Die Wirkungen, insbesondere wellenfrontformende Wirkungen, das heißt, Phasenänderungen, des aus den Elementen 45, 46 gebildeten Gitters und des aus den Streifen 41, 43 gebildeten Übergitters auf die Meßstrahlung addieren sich linear. Eine Phasenfunktion des Beugungsgitters 25 kann damit beschrieben werden durch folgenden Ansatz: φGGH = m1·φ1 + m2·φ2wobei

φ_CGH: die Phasenfunktion des Beugungsgitters 25 repräsentiert,
φ₁: die Phasenfunktion des aus den Beugungselementen 45, 46 gebildeten Gitters repräsentiert,
φ₂: die Phasenfunktion des aus den Streifen 41, 43 gebildeten Übergitters repräsentiert und
m₁ und m₂: jeweils ganze Zahlen von m₁ und m₂ können positive oder negative ganze Zahlen einschließlich 0 sein, welche die Beugungsordnung der Beugung an dem Gitter- bzw. Übergitter repräsentieren.

5 zeigt Graphen der durch die obige Formel darstellbare Funktionen φ₁, φ₂, φ₁ + φ₂ und φ₁ – φ₂. Diese Funktionen sind in 5 symmetrisch zu einer Achse, die mit einer optischen Achse der Interferometeroptik 15 und einer Symmetrieachse 9 der asphärischen Oberfläche 3 aufgrund der Symmetrie des Beugungsgitters 25 zusammenfällt. Aufgrund der geringeren Periode des durch die Beugungselemente 45, 46 gebildeten Gitters ist ein Verlauf der Funktion m₁φ₁ (z.B. für den Wert m₁ = 1) steiler als ein Verlauf der Funktion m₂φ₂ (beispielsweise ebenfalls für den Wert m₂ = 1).
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind die Phasenfunktionen φ₁ und φ₂ des Gitters und des Übergitters des Beugungsgitters 25 derart aufeinander abgestimmt, daß für eine vorbestimmte Kombination der Werte von m₁ und m₂ (beispielsweise m₁ = m₂ = 1) die Funktion m₁φ₁ + m₂φ₂ eine asphärische Gestalt derart aufweist, daß die gemäß dieser Phasenfunktion gebeugten Wellenfronten der Strahlung eine solche Gestalt aufweisen, daß sie am Ort des zu vermessenden Objekts, nämlich der asphärischen Spiegeloberfläche 3 in 1, eine Gestalt aufweisen, welche der Soll-Oberflächengestalt des zu vermessenden Objekts entspricht. Somit können diese Wellenfronten zur Vermessung des Objekts mit asphärischer Oberfläche eingesetzt werden.
Die Funktionen φ₁ und φ₂ sind ferner derart konfiguriert, daß für eine weitere vorbestimmte Kombination der Werte von m₁ und m₂ (beispielsweise m₁ = 1 und m₂ = -1) die Funktion m₁φ₁ + m₂φ₂ zu sphärischen Wellenfronten führt. Wird ein Referenzkörper mit einer sphärischen Referenzoberfläche in den Strahlengang der Interferometeranordnung 1 der 1 derart angeordnet, daß die gemäß der Funktion m₁φ₁ + m₂φ₂ dann erzeugten Wellenfronten am Ort der Referenzoberfläche mit der Gestalt der Referenzoberfläche im wesentlichen übereinstimmen, kann aus den detektierten Interferenzmustern auf den tatsächlichen Verlauf der Funktion m₁φ₁ + m₂φ₂ zurückgeschlossen werden. Dieser Verlauf wiederum setzt sich zusammen aus den Funktionen m₂φ₂ und m₁φ₁. Hierbei ist m₂φ₂ durch das Übergitter aus den Streifen 41, 43 bestimmt. Der Verlauf der Funktion m₂φ₂ kann aufgrund der vergleichsweise großen Periode des Übergitters relativ genau durch Berechnungen auf der Grundlage beispielsweise einer skalaren Beugungstheorie vorhergesagt werden. Damit kann aus der experimentellen Bestimmung von m₁φ₁ + m₂φ₂ die Komponente m₁φ₁ errechnet werden. Dies ist unter Umständen auf diese Weise mit einer höheren Genauigkeit möglich als aus einer nicht auf eine Messung gestützte reine theoretische Ableitung der Funktion m₁φ₁ aufgrund von Beugungsrechnungen an einem Modell des durch die Beugungselemente 45, 46 gebildeten Gitters. Dieses weist nämlich im Vergleich zu dem Übergitter und der Wellenlänge λ des verwendeten Meßlichts eine kleine Gitterperiode auf, wobei für Gitterperioden, welche nicht wesentlich größer sind als das gebeugte Licht, herkömmliche Rechenverfahren zur Bestimmung der Beugung am Gitter fehlerbehaftet sind. Somit kann aus der theoretischen Bestimmung von m₂φ₂ und der experimentellen Bestimmung von m₁φ₁ der Verlauf der Funktion m₁φ₁ + m2φ2 vergleichsweise genau hergeleitet werden. Durch m₁φ₁ + m2φ2 ist die Gestalt der Wellenfronten bestimmt, welche zur Vermessung der asphärischen Oberfläche 3 eingesetzt werden.
Mit dem erläuterten Verfahren ist es somit möglich, asphärische Wellenfronten annähernd mit einer gewünschten Ge stalt herzustellen und deren tatsächliche Gestalt mit einer vergleichsweise hohen Genauigkeit zu ermitteln. Eine Genauigkeit der Wellenfront-formenden Wirkung des Beugungsgitters kann z.B. kleiner als 1 nm und insbesondere kleiner als 0,5 nm sein. In einer interferometrischen Messung der asphärischen Oberfläche können dann Abweichungen zwischen der tatsächlichen Gestalt der Wellenfronten und der tatsächlichen Gestalt der asphärischen Oberfläche ermittelt werden, woraus es wiederum möglich ist, Abweichungen zwischen der tatsächlichen Gestalt der asphärischen Oberfläche und der Soll-Gestalt der asphärischen Oberfläche zu ermitteln. Auf der Grundlage dieser Abweichungen können dann weitere formgebende Bearbeitungen an der optischen Oberfläche vorgenommen werden.
6 zeigt in ihrem unteren Teil im Querschnitt eine weitere Ausführungsform eines Beugungsgitters. Das in 6 unten dargestellte Beugungsgitter 24a weist einen ähnlichen Aufbau auf, wie das vorangehend erläuterte und in 3 im Querschnitt dargestellte Beugungsgitter. Das Beugungsgitter 24a ist ebenfalls aus Streifen 41a und 43a zusammengesetzt, welche sich hinsichtlich ihrer optischen Wirkung auf die Meßstrahlung und insbesondere hinsichtlich ihre Anordnungsperiode von Beugungselementen 45a und 46a unterscheiden. Im Unterschied zu dem in 3 dargestellten Beugungsgitter ist das Beugungsgitter 25a sowohl in Streifen 41a und 43a mit benachbart zueinander angeordneten Beugungselementen 45a und 46a versehen. Diese unterscheiden sich allerdings hinsichtlich einer Phase ihres Anordnungsmusters. Um dies zu verdeutlichen, ist im oberen Teil der 6 die Phasenfunktion des Beugungsgitters 24a in Radialrichtung r aufgetragen. Horizontale Linien 71 in 6 oben repräsentieren konstante Phasen φ mit Werten, welche ganzzahlige Vielfache von 2π betragen. Vertikale Linien 73 in 6 oben repräsentieren Grenzen zwischen den Streifen 41a und 43a. Die Phasenfunktion ist durch Kurvenstücke 77₁ , 77₂ , 77₃ , 77₄ repräsentiert und definiert die Anordnung der Beugungselemente 45a bzw. 46a. In dem in 6 dargestellten Beispiel sind die Beugungselemente 45a, 46a derart angeordnet, daß an Orten r, an denen die Phasenfunktion 77₁ ...77₄ ein ganzzahliges Vielfaches von 2π schneidet, eine radial äußere Kante eines Gitterstegs 45a angeordnet ist. Die Zuordnung zwischen den Schnittpunkten der Phasenfunktion mit ganzzahligen Vielfachen von 2π und den radial äußeren Kanten der Stege 45a ist in 6 durch Linien 75 veranschaulicht.
Es ist ersichtlich, daß innerhalb von Streifen 41a, 43a die Beugungselemente 45a, 46a periodisch angeordnet sind, weshalb die Kurvenstücke 77₁ ...77₄ jeweils stetige Geraden sind. An den Grenzen 73 zwischen Streifen 41a finden allerdings Phasensprünge statt, und es ist dort nicht möglich, die Phasenfunktion unter Beibehaltung der periodischen Anordnung der Beugungselemente stetig von einem Streifen in den anderen Streifen fortzusetzen. Der Wert des Phasensprungs zwischen den Streifen 41a, 43a beträgt etwa 1,5π, da bei der gewählten Ausführungsform an den Grenzen 73 zwischen benachbarten Streifen 41a, 43a jeweils zwei Stege 45a aneinander angrenzen bzw. hierdurch ein gemeinsamer Steg mit doppelter Stegbreite gebildet ist. Bei anderen Ausführungsformen ist es möglich, daß der Phasensprung andere Werte aufweist, und es insbesondere auch möglich, ein Beugungsgitter so zu konfigurieren, daß der Phasensprung zwischen benachbarten Streifen in etwa einen Wert von 1,0π aufweist.
Die Anordnungsmuster der Beugungselemente 45a, 46a unterscheiden sich in den Streifen 41a und 43a voneinander somit dadurch, daß diese phasenversetzt zueinander angeordnet sind. Damit hat das Übergitter aus den Streifen 41a, 43a auf die das Beugungsgitter 25a durchsetzende Meßstrahlung die Wirkung eines Phasengitters.
7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Beugungsgitters. Das in 7 gezeigte Beugungsgitter 25c unterscheidet sich von dem anhand der 2 und 3 erläuterten Beugungsgitter dadurch, daß langgestreckte Beugungselemente 45b, 46b, welche abwechselnd nebeneinander angeordnet sind, keine Symmetrie bezüglich einer Hauptachse 9b aufweisen. Ein solches Gitter wird auch als eine Trägerfrequenzhologramm bezeichnet. Auch das Beugungsgitter 25c umfaßt Streifen 41b und 43b, welche in einer dargestellten Ausführungsform allerdings symmetrisch bezüglich der Hauptachse 9b angeordnet sind. Die Streifen 41b und 43b unterscheiden sich hinsichtlich eines Anordnungsmusters von Beugungselementen 45b, 46b voneinander dadurch, daß die Beugungselemente 45b, 46b lediglich in den Streifen 41b angeordnet sind, während die Streifen 43b frei von Beugungselementen 45b, 46b sind.
8 zeigt eine Interferometeranordnung 1b in stark vereinfachter schematischer Darstellung, welche einen ähnlichen Aufbau aufweisen kann, wie die in 1 gezeigte Interferometeranordnung. Die Interferometeranordnung 1b umfaßt ebenfalls eine Strahlungsquelle 11b und einen Detektor 34b, welche in 8 nicht im Detail dargestellt sind. Eine Interferometeroptik zur Erzeugung eines Meßlichtstrahls 14b umfaßt eine Fizeau-Oberfläche 19b und ein Beugungsgitter 25b, welches an einem Substrat 23b auf einer einer Oberfläche 24b gegenüberliegenden Fläche angebracht ist. Das Beugungsgitter 25b weist eine Struktur auf, wie dies in 7 schematisch dargestellt ist. Hierbei sind Beugungselemente 45b, 46b abwechselnd nebeneinander mit einer hohen Liniendichte angeordnet, um ein Trägerfrequenzhologramm zu bilden. Dies führt dazu, daß ein auf das Beugungsgitter 25b auftreffender Lichtstrahl 13b durch das Beugungsgitter, betrachtet über den gesamten Strahiquerschnitt, abgelenkt wird. Dies ist in 8 daran ersicht lich, daß eine Hauptachse 9b des einfallenden Strahls 13b sich unter einem Winkel zu einer Hauptachse 9'b des von dem Beugungsgitter 25b ausgehenden Strahls 14b erstreckt. Ferner weist das Beugungsgitter 25b ein Übergitter aus benachbart zueinander angeordneten Streifen 41b, 43b auf, welche sich ebenfalls hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften unterscheiden, so daß das Licht des einfallenden Strahls 13b sowohl an dem aus den Beugungsstrukturen 45b, 46b gebildeten Gitter als auch an dem durch die Streifen 41b, 43b gebildeten Übergitter gebeugt wird. Das Gitter und das Übergitter sind so konfiguriert, wie dies vorangehend anhand der 5 erläutert wurde, so daß Meßlicht, welches an dem Gitter unter einer vorbestimmten Beugungsordnung und an dem Übergitter unter einer vorbestimmten Beugungsordnung gebeugt wurde, sphärische Wellenfronten aufweist, so daß dieses Meßlicht orthogonal auf eine in einem Strahlengang der Interferometeranordnung 1b angeordnete sphärische Referenzfläche 51 trifft. Die sphärische Referenzfläche 51 wurde zuvor mit hoher Präzision gefertigt und in einem unabhängigen herkömmlichen Meßverfahren kalibriert. Wie im Zusammenhang mit der 5 erläutert, kann aus der Messung an der sphärischen Referenzfläche 51 die Wirkung des aus den Beugungsstrukturen 45b, 46b gebildeten Gitters mit vergleichsweise hoher Genauigkeit errechnet werden.
9 zeigt die in 8 dargestellte Interferometeranordnung 1b, wobei im Unterschied zu der 8 hier eine asphärische zu vermessende optische Fläche 3b in dem Strahlengang der Interferometeranordnung 1b positioniert ist. In diesem Fall trifft Meßlicht im wesentlichen orthogonal auf die zu vermessende asphärische Fläche 3b, welches an dem aus den Beugungsstrukturen 45b, 46b gebildeten Gitter unter der gleichen Beugungsordnung gebeugt wurde, wie in der Konfiguration der 8, welches allerdings in dem durch die Streifen 41b, 43b gebildeten Übergitter unter einer von der Konfiguration der 8 verschiedenen Beugungsordnung gebeugt wurde. Aus den in dem Meßaufbau der 9 durch den Detektor 34b erfaßten Interferogrammen ist es dann möglich, die tatsächliche Gestalt der optischen Oberfläche 33b zu ermitteln, um diese mit deren Soll-Gestalt zu vergleichen und eine Nachbearbeitung der optischen Fläche 3b derart vorzunehmen, daß deren Gestalt an die Soll-Gestalt angenähert wird.
In der anhand der 7 erläuterten Ausführungsform ist das aus den einzelnen Beugungselementen 45b, 46b gebildete Gitter ein Trägerfrequenzgitter, während das aus den Streifen 41b und 43b gebildete Übergitter eine Trägerfrequenz nicht aufweist. Es ist jedoch ebenfalls möglich, daß in einer Variante dieser Ausführungsform ebenfalls das durch Streifen gebildete Übergitter eine Trägerfrequenz aufweist. Ferner ist es möglich, daß lediglich das durch Streifen gebildete Übergitter eine Trägerfrequenz aufweist, während das durch die einzelnen Beugungselemente gebildete Gitter eine Trägerfrequenz nicht aufweist.
In der anhand der 8 und 9 erläuterten Ausführungsform weist der Kalibrierkörper eine sphärische Oberflächengestalt auf, während das zu fertigende optische Element eine asphärische Oberflächengestalt aufweist. Es ist jedoch auch möglich, daß die zu fertigende optische Oberfläche eine Freiformfläche ist, das heißt eine Symmetrie bezüglich zum Beispiel einer Rotationsachse oder bezüglich eines Punktes nicht aufweist. Ferner ist es möglich, daß der Kalibrierkörper eine rotationssymmetrisch asphärische Oberfläche oder eine Freiformfläche aufweist, wobei die zu fertigende optische Oberfläche eine Freiformfläche ist.
In den vorangehend erläuterten Ausführungsformen weist das aus den einzelnen Beugungselementen 45, 46 gebildete Gitter zwei verschiedene Typen von Beugungselementen auf, welche sich hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften unterscheiden. Es ist jedoch auch möglich, daß ein solches Gitter aus drei oder mehr verschiedenen Beugungselementen aufgebaut ist, welche abwechselnd der Reihe nach nebeneinander angeordnet sind und welche sich hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften unterscheiden, wodurch beispielsweise die Wirkung eines geblazeten Gitters bereitgestellt werden kann.
Ferner ist das in den vorangehend erläuterten Ausführungsformen gebildete Übergitter aus zwei verschiedenen und jeweils benachbart zueinander angeordneten Typen von Streifen gebildet. Es ist jedoch auch möglich, hier drei oder mehr verschiedene Typen von Streifen vorzusehen, welche sich hinsichtlich ihrer optischen Eigenschaften unterscheiden, so daß auch das Übergitter beispielsweise die Funktion eines geblazeten Gitters bereitstellt.
Die vorangehend erläuterte Interferometeranordnung kann insbesondere auch derart ausgeführt sein, daß das Beugungsgitter austauschbar ist und somit verschiedene Beugungsgitter in den Strahlengang der Interferometeranordnung eingebracht werden können, um verschiedene optische Oberflächen zu vermessen.
Zusammenfassend schlägt die Erfindung eine Interferometeranordnung vor, welche eine Strahlungsquelle für Meßstrahlung, eine Interferometeroptik zur Erzeugung eines Meßstrahlungsstrahls und eine Interferometeroptik umfaßt, die ein Beugungsgitter enthält, welches aus Beugungselementen wenigstens eines ersten Typs und eines zweiten Typs gebildet ist, wobei in wenigstens einem Bereich des Beugungsgitters eine Gitterstruktur aus den Beugungselementen der art moduliert ist, daß diese ein Übergitter bilden. An diesem Übergitter gebeugte Meßstrahlung wird für eine interferometrische Vermessung einer asphärischen optischen Oberfläche eingesetzt. Eine aus dieser Vermessung ermittelte Gestalt der asphärischen Oberfläche kann in weiteren Bearbeitungsschritten benutzt werden, um die Gestalt der optischen Oberfläche an eine Soll-Gestalt anzugleichen.

Claims

Beugungsgitter, umfassend: einen Träger und eine an dem Träger vorgesehene Beugungsstruktur, welche eine Vielzahl von langgestreckten Beugungselementen umfaßt, die sich in wenigstens einem Bereich der Beugungsstruktur in einer Ebene erstrecken, wobei wenigstens ein erster Typ von Beugungselementen und ein zweiter Typ von Beugungselementen in dem wenigstens einen Bereich, gesehen in quer zu den Erstreckungsrichtungen der Beugungselemente orientierten Richtungen, abwechselnd nebeneinander angeordnet sind, wobei der erste Typ von Beugungselementen und der zweite Typ von Beugungselementen voneinander verschiedene optische Eigenschaften aufweisen, wobei in dem wenigstens einen Bereich wenigstens ein erster Typ von langgestreckten Streifen und ein zweiter Typ von langgestreckten Streifen sich in der Ebene erstrecken, wobei der erste Typ von Streifen und der zweite Typ von Streifen in dem wenigstens einen Bereich, gesehen in quer zu den Erstreckungsrichtungen der Streifen orientierten Richtungen, abwechselnd nebeneinander angeordnet sind, wobei der erste Typ von Streifen und der zweite Typ von Streifen sich hinsichtlich eines Anordnungsmusters von Beugungselementen innerhalb der Streifen unterscheiden.
Beugungsgitter nach Anspruch 1, wobei innerhalb des ersten Typs von Streifen Beugungselemente des ersten Typs und des zweiten Typs abwechselnd nebeneinander angeordnet sind und der zweite Typ von Streifen frei von Beugungselementen des ersten Typs und des zweiten Typs ist.
Beugungsgitter nach Anspruch 1, wobei bei einem ersten Streifen des ersten Typs und einem dem ersten Streifen unmittelbar benachbarten Streifen des zweiten Typs die Anordnungsmuster der ersten und der zweiten Beugungselemente mit einer im wesentlichen gleichen Ortsfrequenz aber mit im wesentlichen entgegengesetzter Phase angeordnet sind.
Beugungsgitter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die abwechselnd nebeneinander angeordneten Beugungselemente des ersten Typs und des zweiten Typs ein Phasengitter bilden.
Beugungsgitter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die abwechselnd nebeneinander angeordneten Beugungselemente des ersten Typs und des zweiten Typs ein Amplitudengitter bilden.
Interferometeranordnung, umfassend: eine Strahlungsquelle für Messstrahlung mit einer mittleren Wellenlänge, eine Interferometeroptik zur Erzeugung eines Messstrahlungsstrahls, in dem ein zu vermessendes Objekt anordenbar ist, einen Detektor zum Empfang von Messstrahlung nach deren Wechselwirkung mit dem zu vermessenden Objekt, wobei die Interferometeroptik ein Beugungsgitter nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfaßt.
Interferometeranordnung, insbesondere nach Anspruch 6, umfassend: eine Strahlungsquelle für Messstrahlung mit einer mittleren Wellenlänge, eine Interferometeroptik zur Erzeugung eines Messstrahlungsstrahls, in dem ein zu vermessendes Objekt anordenbar ist, einen Detektor zum Empfang von Messstrahlung nach deren Wechselwirkung mit dem zu vermessenden Objekt, wobei die Interferometeroptik ein Beugungsgitter umfaßt, welches aus Beugungselementen wenigstens eines ersten Typs und eines zweiten Typs gebildet ist, wobei in wenigstes einem Bereich des Beugungsgitters eine Gitterstruktur aus den Beugungselementen derart moduliert ist, dass diese ein Übergitter bilden.
Interferometeranordnung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Interferometeranordnung derart konfiguriert ist, dass Messstrahlung, welche an dem Übergitter unter einer von der 0-ten Beugungsordnung verschiedenen vorbestimmten Beugungsordnung gebeugt wird, ein von dem Detektor detektierbares Interferenzmuster erzeugt.
Interferometeranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, ferner umfassend eine in dem Strahlengang angeordnete Blende, welche Messstrahlung, die an dem Übergitter unter der 0-ten Beugungsordnung oder einer von einer vorbestimmten Beugungsordnung verschiedenen Beugungsordnung gebeugt wird, aus dem Strahlengang entfernt.
Interferometeranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die Interferometeranordnung derart konfiguriert ist, dass Messstrahlung, welche an dem Übergitter unter einer von der 0-ten Beugungsordnung verschiedenen ersten Beugungsordnung gebeugt wird, im wesentlichen sphärische Wellenfronten aufweist.
Interferometeranordnung nach Anspruch 10, ferner umfassend einen Kalibrierkörper mit einer Oberfläche, welche in dem Meßstrahlungsstrahl derart anordenbar ist, dass die unter der ersten Beugungsordnung gebeugte Messstrahlung im wesentlichen orthogonal auf die Oberfläche des Kalibrierkörpers trifft.
Interferometeranordnung nach Anspruch 11, wobei die der Kalibrierkörper eine sphärische Oberfläche aufweist.
Verfahren zum Herstellen eines optischen Elements mit einer optischen Oberfläche, umfassend: Verwenden der Interferometeranordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, Anordnen des optischen Elements in dem Messstrahlungsstrahi derart, dass an dem Übergitter unter einer ersten Beugungsordnung, welche von der 0-ten Beugungsordnung verschieden ist, gebeugte Messstrah lung im wesentlichen orthogonal auf die optische Oberfläche trifft, Aufzeichnen wenigstens einer ersten Intensitätsverteilung mit dem Detektor, und Bearbeiten der optischen Oberfläche in Abhängigkeit von der wenigstens einen aufgezeichneten ersten Intensitätsverteilung.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend: Anordnen eines Kalibrierkörpers in dem Messstrahlungsstrahl derart, dass an dem Übergitter unter einer zweiten Beugungsordnung, welche von der 0-ten Beugungsordnung und von der ersten Beugungsordnung verschieden ist, gebeugte Messstrahlung im wesentlichen orthogonal auf eine Oberfläche des Kalibrierkörpers trifft, und Aufzeichnen wenigstens einer zweiten Intensitätsverteilung mit dem Detektor.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Bearbeiten der optischen Oberfläche ferner in Abhängigkeit von der wenigstens einen aufgezeichneten zweiten Intensitätsverteilung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, wobei die Oberfläche des Kalibrierkörpers eine sphärische Oberfläche und die optische Oberfläche des optischen Elements eine asphärische Oberfläche ist oder/und wobei die Oberfläche des Kalibrierkörpers eine sphärische Oberfläche und die optische Oberfläche des optischen Elements eine Freiformfläche ist oder/und wobei die Oberfläche des Kalibrierkörpers eine rotationssymmetrische asphärische Oberfläche und die optische Oberfläche des optischen Elements eine asphärische Oberfläche ist oder/und wobei die Oberfläche des Kalibrierkörpers eine rotationssymmetrische asphärische Oberfläche und die optische Oberfläche des optischen Elements eine Freiformfläche ist oder/und wobei die Oberfläche des Kalibrierkörpers eine Freiformfläche und die optische Oberfläche des optischen Elements eine Freiformfläche ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei die zweite Beugungsordnung eine zur ersten Beugungsordnung entgegengesetzte Beugungsordnung ist.