Автоколлимационный объектив Советский патент 1978 года по МПК G02B17/08 

1

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может быть использовано при создании проекционных cиcтe f, применяемых при ИчЗготовленни микроэлектрон-. ных схем.

Известны автоколлимационные объективы содержащие вогнутое зеркало и плосковыпуклую линзу, соединенную с призмой-кубом

МиИХарактерной особенностью таких объективов является строгая концентричность вогнутых поверхностей, пентры кривизны которых совпадают с плоскостью объекта. Обычно отступление от концентричности не превышает 1-2%. В объективах исправлена сферическая аберрация и кома. Однако присутствует значительная кривизна и астигматизм, существенно сокращающие поле зрения.

Среди известных объективов подобного типа наиболее близким к предлагаемому является автоколлимационньи объектив , в котором между вогнутым зеркалом и плос- ковыпуклой линзой,соединенной с призмо и кубом, установлен преломляющий компонент

2

в виде плоскопараллельной пластины, склеенной из двух линз 3.

Как и другие известные объективы подобного типа, данный объектив имеет увемличение -1 , т.е. предмет и изоб1 ажение

совпадают с пентром .кривизны зеужала. Если сферические поверхности компонентов объектива концентричны, т.е. центры кривиэTib сов)тадают между собой и плоскостью предмета, то в объективе отсутствует сферическая аберрагшя и кома, и аперту()а объектива может быть легко доведена до высоких значений, например до О,25-О,3 при хорошем качестве изображения и aocTaToi ио большом рабочем расстоянии. Однако концентрическая система обладает знaчитeпFJным астигматизмом, что пу)епятствует получению больших полей зрения, необходимых при фотолитографии.

Целью изобретения является увеличение поля зрения автоколлимационного объектива при сохранении достато пю высокой апертуры и-высокого качества изображения по всему полю. Поставленная цель достигается тем, что зеркало выполнено в форме одиночного отри цательного мениска с отражающим покрытием на задней поверхности, а прёломл5поший компонент, установленный межяу плооковьгауклой линзой и эеркАпом, - в виде одиночного положительного мениска, обращенного вогнутостью к зеркалу. При этом фокусное расстояние преломляющего компо . нента выбрано в пределах 6-7 V, а его Чолшина в пределах 0,13-0,17 ( Г -радиус кривизны отражакшей поверхности зер кала), Изс ретёние поясняется чертежом. Объектив состоит из последовательно установленных призмы-куба 1 со светоделительным покрытием, расположенного на рабочем расстоянии А..ог обьекта 2, плос5кош,шуклой линзы 3.; наклеенной на заднюю, грань призмы 1; прёяомлякшегб компонен-. та 4 и вогнутого зеркала 5. Зеркало- 5 выполнено в виде отрицательногойёниска с зеркальным отражающим покгжгтием иа задней поверхности. Компонент 4 представляет собой положительный мениск, обра щенный вогнутостью к зеркалу. Фокусное расстояние преломляпошей компонента вы5рано в пределах 6-7 , а его толщина по оси - в пределах 0,13-0,17 г. Оптическая сила плосковыпуклой линзы составляет величину порядка 0,7 оптической силы вогну той отражающей поверхности. Плоскость -изображения 6 удалена от соответствующей грани призмы 1 на такое же расстояние А, что и наблюдаемый объект 2, При работе объектива излучение от объек та 2 попадает на входную грань призмы 1, Часть излучения отражается светоделитель- ной гранью призмы и проходит через плоско Кгшуклую линзу 3, компонент 4 и преломлякицую поверхность зеркала 5, затем падает на его отражакиную поверхность. Отраженное излучение вновь проходит через ком понент 4, плосковыпуклую линзу 3 и дает изображение предмета в плоскости 6 с уве- лнчением -1 . В предлагаемом объективе радиусы кривизны эеркала 5 концентричны, а центры кривизны,совпадают с плоскостью , объекта 2.. Рааяус кривизны плоскоы тухлой линзы 3 отступает от конценгричносги на 20% в большую сторону. Компонент 4 выполнен не концентричным, обузашен вогнутостью к зеркалу 5 и установлен на расстоянии не ближе 1/2 г, от зеркала 5. Отступление от концентричности позволило уменьшить астигматизм, а введение ТОЛСТ01Х) мениска с толщиной по оси в пределах 0,13-0,17 г, с вогнутостью, обращенной к зеркалу; позволило полностью устранить кривизну, астигматизм и скомпенс ровать остаточную сферическую аберрацию. Таким образом, введение положительного мениска с фокусным расстоянием 6-7 г, толщиной 0,13-0,17 г в сочетании с зе1 калом - отрицательным мениском с задней отражающей поверхностью и отступлением от концентричности радиуса плосковыпуклой линзы позволило значительно увеличить попе зрения, В объективе полностью отсутствует дисторсия по всему полю зрения. Частотно-контрастная характеристика близка к безаберрационной системе, и объектив уверенно обеспечивает разрешение, превышающее 700 ЛИН/ММ по всему полю зрения. Таким образом, предлагаемый объектив обеспечивает высокое качество изображения в пределах линейного поля зрения, 8Омм, более чем в 2 раза превышакяцем пола зрения ранее известного объектива. Следует отметить, что в случае нео&ходимости применения объектива для работы в широкой области спектра как зеркало 5, так и компонент 4 могут быть выполнены склеенными из двух линз при соблюдении условий толщины, фокусного расстояния, концентричности радиусов как для одиночных компонентов. Формула изобретения Автоколлимационный объектив, содержащий вог.нутоезеркало с радиусом кривиэны г , плоскриыпуклую линзу, соединенную с призмой-кубом и установленный между вогнутым зеркалом и плосковыпуклой линзой преломляющий компонент, отличающийся тем, что, с целью увеличения поля зрения, вогнутое зеркало ; ш шолнено в виде одиночного отрицательного мениска с отражающим покрытием на задней поверхности, а преломляющий компонент - в виде одиночного положительного мениска, обращенного вогнутостью к зеркалу, при этом фокусное расстояние преломляющего компонента выбрано в пределах 6-7 К| его толщина по оси - в пределах 0,13-0,17.г«. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство СССР № 396662, кл. Q- 02 В 17/08, 1973. 2.Патент США № 3536380, кл. 38О120, 1970. 3.Авторское свидетельство № 310585, кл. G 02 В 17/08, 1969.