Изобретение относится к оптическому приборостроению и может найти применение а проекционной фатолитогр
фии, системах оптической обработки и формащш, системах волоконной связи.
Известны проекционные объективы, создаиные на основе рефракционных и зеркальиьлх оптических элементов Q
Эти объективы успешно выполняют свои фушсции однако во многих Случаях
их конструкции являются многокомпонент1г 1ми , что затрудняет их изго товле ше и эксплуатацию, а также
1ФИВОДИТ к чрезмерно увеш1ченным габаритам и весу. , ,
Использование дифракционных (голо графических) линз в качестве компокентод прошсциоиного объектива позво
ляет ycTpaimTb указанные недостатки т.е. сделать объектив состря (цим из малого числа компонентов и, как следствие, легким-и компактным.
Известен монохроматический объектив , содержа1ций две дифракционные линзы
, выполненные в виде зонных пластинок на поверхности пЛоскопараллелЬных
.стеклянных подпожек, и апертурную диафрагму, при этом первая линза
обладает оптической силой и непосредственно формирует изображёние, а
вторая имеет нулевую оптическую силу и выполняет корректирующие функции .
Однако для известного объектива характерно недостаточное поле высококачественного
изобр 1жения и наличие неустранимой дисторсии. I Целью изобрете1шя является увеличение
поля высококачественного изобраяСения (в том числе устранение дисторсии ). -,
31053055 Поставленная цепь достигается .
тем, что в монохроматическом объективе , содержащем две дифракционные линзы
, выполненные в виде зонных пластинок на поверхности плоскопаралл ь- г
ных стеклянных подложек,, и апертуркую диафрагму, вторая дифракционная линза имеет положительную оптическую
, силу, причем расстояШе между линзами
l:(%т)(-.««-- «li)- -4l-ii)-;4)l«
..))
) .I где n,n, показатели преломле
ния плоскопараллельных подложек, рас . положенных соответственно мелщу объектом
и первой линзой, меязду линзами - . . и между второй линзой и изображением Ui iti Уэ приведенные толщины i/zrUz, Wi -iftiY где г, т радиус i й зоны; - длина водны используемого св
та.. . . ((-щ-s;l -i7
) f .J-JJlL, ., b/t,H|Z4(tlt,) где Z, , Z4 ei.(b2;,; -M 4i-i bsSi - - Ф
I, . bpzjl Т) гд o
12.(.-L ., -1 «в/ d-- - ч 4
е 5 - расстояние от объекта до первой дифракционной линзы; ff, корни следующей системы двух
уравнений: подложек, выбираемые в диапазоне от О до П|,-от О до п {of,-1) и от О до
п соответственно; Г коэффициент увеличения . объектива;
1 радиусы зон первой дифракционной линзы ixj-iiii.sii.,., i Vflti st. (( /,-(;i,) (i|i,-((zt)«
,(l2l2Lb U. etf aV hili.nj et| J
к лежит в диапазоне 0,8-1,2; радиусы зон второй дифракционной линзы
Ш |н/82 вУ) у1/4- М.вУ )(41«,.1/X41
- - -af{- -4(Hf- i - ( (,( (.-„).
( IU a толщины гшоск.опараллельных подложек , иаходяищхся между объектом и
йервой линзой, между линзами и меж ду второй линзой и изображением,рав ны соответственно ; ,
Vif V tt4 Ab 4 Йа чертеже показан ход лучей в объективе.
Плоскость объекта 1 отображается плоскопарагшельной пластинкой 2 в плоскость первого промежуточного
изображения 3. Дифракционная линза 4находится на расстоянии s от объекта и на расстоянии z от первого
промежуточного изображения и отобра жает последнее в плоскость второго
промежуточного изображения 5, которое находится на расстоя1ши z от линзы и в свою очередь отображается
плоскопараллёльной пластинкой 6 в плоскость Третьего промежуточно го изображения 7. Дифракционная лин
за 8 находится на расстоянии d от первой дифракционной линзы и на рас
стоянии z, от третьего промежуточного изображения и отображает последнее в плоскость четвертого проме
жуточного изображения 9, которое на ходится на расстоянии , от второ
линзы. Плоскопараллельная пластинка 10 отображает четвертое промежуточное изображение в плоскость изоб
ражения объектива 11, которое находится на расстоянии -5 от второй дифракционной линзы.
Для реализации объектива достато но двух подложек, однако они могут быть различным образом расположены
Разрешение в Диаметр:предметного поля, в пределах которого обеспечивается заданное разрешение, мм
556 . объективе, поэтому рассматривается
объектив с тремя плоекопараллельными пластинками. Кроме того, поскольку
при перемещении плоскорараллельной пластинки в пределах отведенног
ей интервала между другими элемента-ми оптической системы фокусирующие
и аберрационные характеристики последней не меняются, конкретные положения
подложек в объективе не оговорены . Более того, каждая из подпожек , может быть при необходимости
разбита на две или более плоскопараллельные пластинки с общей ТОЛ1ЩНОЙ,
равной толщине исходной пластинки. Местоположение апертурной диафрапиы
в предлагаемом объективе некритично . Диафрагма может быть помещена в любой плоскости в зависимости
от требований к положению входного зрачка объектива и величине светового диаметра линз.
Предложенный объектив имеет следующие характеристики: коэффидаент увеличения разрешение в плоскости объекта О 1,5 мкм; дпина волны используемого света Я
0,44 мкм; поле изображения 2у 60 мм (в плоскости объекта 2 у - 6 мм), причем степень коррекции
аберрационных характеристик предложенного объектива позволяет увеличить
диаметр рабочего поля до 2 мм, что влечет 11ри этом некоторое увеличение
светового диаметра первой линзы , оставляя без изменения все расстояния и параметры второй линзы.
Таким образом,.придание положительной оптической силы второй дифракционной
линзе объектива позволяет на порядок увеличить диаметр поля высококачественного
изображения по сравнению с известным объективом (см.таблицу ).
