Modellierung von Wellenfront-Aberrationen: Fitfehler und Retrace-Fehler

Ein übliches Mittel zur effizienten Beschreibung von Wellenfront-Aberrationen ist die Entwicklung in orthogonale Polynome, wie z.B. die Zernike-Polynome. Dabei kann ein Fit die Wellenfront sowohl über der Apertur als auch zusätzlich deren Feldabhängigkeit beschreiben. Ein Anwendungsfall ergibt sich in der Tilted-Wave-Interferometrie. Bei der Kalibrierung des Prüfraums werden die Aberrationen des Interferometers als Polynomkoeffizienten in einem Black-Box-Modell beschrieben. Die endliche Fitgenauigkeit hat zwei Konsequenzen. Zum einen ändern sich errechnete Weglängen um den Fitfehler. Andererseits nehmen Strahlen dann einen anderen Weg durchs System, wodurch ein Retrace-Fehler entsteht, der durchaus in der Größenordnung des Fitfehlers liegen kann. Anhand von Simulationen und Messdaten werden beide Fehlertypen identifiziert und quantifiziert. Es wird demonstriert, welche Auswirkungen sich auf das Messergebnis ergeben. Abschließend wird gezeigt, wie man durch eine geschickte Auswahl der Polynome eine möglichst präzise Beschreibung mit einer handhabbaren Zahl von Parametern erreichen kann.