基于Ronchi剪切干涉的投影物镜数值孔径测量方法

数值孔径(NA)作为投影物镜的基本参数,决定了投影物镜的成像分辨率。在利用双光栅Ronchi剪切干涉仪测量投影物镜波像差时,NA也是实现波像差高精度检测的一项基本参数。提出了一种基于Ronchi剪切干涉像面光栅轴向离焦的投影物镜NA测量方法,理论推导了像面光栅离焦时空间光程差的数学表达式,通过测量轴向两个不同位置处的剪切波前并提取倾斜项系数,利用两个轴向位置的距离以及倾斜项系数的差值计算得到投影物镜NA值。在此基础上,开展了仿真分析和实验,以NA设计值为0.3的投影物镜为测量对象,实验测得NA为0.292,测量误差小于0.004。同时开展了几何光学测量方法的对比实验,进一步验证了所提方法的有效性。该方法利用波像差检测装置测得的剪切波前实现投影物镜NA的在线测量,不需要使用额外的装置或器件。

无限共轭距物镜的数值孔径全自动测量方法与系统

提出了一种针对无限共轭距显微物镜的数值孔径测量方法,采用载玻片与空气界面处的全反射效应以及其在物镜的后焦面产生的全反射圆作为数值孔径参考基准,根据阿贝正弦定理推导出物镜的数值孔径。完成了基于该原理的实验测试系统的研发,包括光学系统、控制系统和完整的后焦面算法流程。其中的图像处理算法采用了二维傅立叶相关分析和灰度统计。对若干实际的油浸物镜的数值孔径进行了测量,结果表明本方法相对误差低于1%,远低于本文对比的其它方法。本方法对应的实验测量装置简单,可快速、全自动化地对实际的油浸物镜的数值孔径进行测量,且测量结果具有高精度和高重复性的优势,能直接用于无限共轭距油浸物镜的数值孔径测量,解决当前制约我国高端镜头检测方面的困难,具有很好的应用前景。