光刻机投影物镜波像差是影响步进扫描投影光刻机性能的重要指标，直接影响光刻机成像质量、光刻分辨率以及关键尺寸均匀性等关键参数。随着分辨率增强技术的不断进步和发展，光刻机投影物镜的数值孔径(NA)正逐步逼近其制造极限，这就要求波像差检测精度达到2mλ，而且需要同时获得Zernike多项式的所有高阶系数，一般要达到37级（即Z37），甚至64级。

2010年9月13日Optics Express (vol.18, no.19, pp.20096-20104, 2010)发表了微纳制造研究部刘世元教授领导的纳米光学测量研究组(NOM)在光刻机投影物镜波像差检测方面的最新研究论文，该论文提出了一组描述波像差灵敏度的广义方程，用于解析表征任意光源照明条件下的奇像差和偶像差灵敏度，能实现37级（甚至64级）光刻机投影物镜波像差的快速、精确检测。另外，该检测技术采用制造工艺最为简易的二元光栅结构作为掩模标记和狭缝光强扫描技术，因此具备简便快速、低成本、非破坏性等诸多优点，为我国光刻机及微电子装备的产业化自主研发奠定了一定的理论基础。

该研究得到了国家自然科学基金项目、国家863项目、教育部新世纪优秀人才计划的支持。