Двухфокусная оптическая система

Двухфокусная оптическая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет упростить конструкцию, юстировку и уменьшить габариты системы. Фазовая пластинка 1, центрированная относи- . тельно оптической оси, выполнена в виде зонной пластинки с определенными радиусами зон. Фазовый рельеф каждой зоны пластинки вьтолнен прямоугольным глубиной t Яр/2 (п-1), где д - длина волны света, п -коэф. преломления материала подложки фазовой пластинки. Прошедший через фазовую пластинку 1 световой поток фоку-, сируется линзовой системой 2 в точках А и Б, расстояние между которыми зависит от длины световой волны. В фокальной плоскости окуляра строятся тубусным объективом два совмещенных изображения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1 12508

А1 (51)4 С 02 В 21 18

-"СЕ:ОЮЗА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

C ф

Фиг. 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3848751/24-10 (22) 28.01.85 (46) 23.05.87. Бюл. М 19 (72) В.Н.Нагорный, И.Г.Пальчикова и А.Г.Полещук (53) 535.8(088.8) (56) Заявка Франции У 2468925, кл. G 02 В 21/18, 1984, (54) ДВУХФОКУСНАЯ ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к оптическому приборостроению и позволяет упростить конструкцию, юстировку и уменьшить габариты системы. Фазовая пластинка 1, центрированная относи- . тельно оптической оси, выполнена в виде эонной пластинки с определенны- ми радиусами зон. Фазовый рельеф каждой зоны пластинки выполнен прямоугольным глубиной t = Я /2 (n-l), где 71 — длина волны света, n — коэф. преломления материала подложки фазоУ\ вой пластинки. Прошедший через фазовую пластинку 1 световой поток фокусируется линзовой системой 2 в точках А и Б, расстояние между которыми зависит от длины световой волны. В фокальной плоскости окуляра строятся тубусным объективом два совмещенных изображения. 2 ил.

13! 250 г 1 К, (f2! С(+

), (7) 2 (1О

2.f f. (8) ((<,) — (2-<) 1! 1

f (2) f- -Е

1 (3) 55 главными (фиг,l).Иэ что если то оба фа1

Изобретение относится к приборостроению и предназначено для использования в микроскопах совмещения установок фотолитографии, рентгенолитографии при производстве полупроводни- 5 ковых приборов, Цель изобретения — упрощение конструкции, юстировка и уменьшение габаритов системы.

На фиг.1 показана предлагаемая on- 10 тическая система и ход лучей через нее; на фиг,2 — оптическая схема двухфокусного микроскопа совмещения для фотолитографических установок °

Двухфокусная оптическая система состоит из фазовой пластинки 1 и положительной линзовой системы 2, Микроскоп совмещения состоит из двухфокусной оптической системы,включающей в себя фазовую пластинку 1 и объектив 2, светоделителя 3,, тубусного объектива 4, окуляра 5, перестраиваемого по длине волны светофильтра 6 и осветителя 7, выполненного по схеме Кеплера, В плоскостях

8 и 9 располагаются исследуемые обьекты. В плоскости 10 наблюдаются совмещенные изображения.

Работа двухфокусной оптической системы осуществляется следующим образом.

Световой поток проходит фаэовую пластинку (an) 1 и расщепляется на две сферические водны — сходящуюся в точку, лежащую на оптической оси спра-35 ва от ФП на расстоянии f„, и сходящуюся в точку, лежащую на оптической оси слева от ФП на расстоянии f от (1 главной плоскости ФП. Пройдя ФП, световой поток поступает к линзовой сис- 40 теме 2, состоящей по меньшей мере иэ одной линзы, имеющей фокусное расстояние f, меньшее фокусного расстояния ФП (lf„l, (l ) 45

Фокусные расстояния всей оптической системы (ФП 1 и линзы 2) определяются следующими формулами

f f1

Н

f+f1-( где — расстояние между плоскостями ФП и линзы 2 формул (2) и (3) следует, выполняется условие (1), 8 2 кусных расстояния f и f" положительны, т.е. свет фокусируется в точках

А и Б, (фиг,l).

Разность д" фокусных расстояний оптической системы (фиг,l) определяется по формуле

2.f2 1

d — (4)

f, — (E-f)

Фазовая пластинка 1 выполнена в виде круговой эонной пластинки с радиусами r колец г, -. к. я,. г,,

= Ло /2 (n-l), (6) где п — коэффициент преломления материала подложки ФП. При такой форме рельефа ФП световой поток делится поровну между фокальными плоскостями системы, Подставляя в формулу (5) величину фокусного расстояния ФП из формулы (4) получаем выражение для расчета радиусов эон по заданным величинам (1 и f

Выражение (7) описывает конструктивные параметры фаэовой пластинки и их связь с параметрами линзы.

Расстояние К между фокусами предлагаемой двухфокусной оптической системы изменяется при изменении длины световой волны. Как следует из формул (4) и (5) расстояние Р определяется выражением где 1 — основная длина волны, на которую рассчитана ФП; й1 — длина волны используемого света, Так при f1 = 10 мм, f = 1000 мм, 2 =-О, расстояние 8 меняется от 150 до 200 мкм в спектральной области

656-486 нм.

В качестве примера на фиг.2 приведена схема микроскопа совмещения, в котором использована предлагаемая двухфокусная оптическая система. Микроскоп работает следующим образом.

f. и

,7 °

Ок

f (9) (10).

3 .13125

Освещение осуществляется с помощью опак-иллюминатора 7 ° Светофильтр 6 служит для выделения узкой спектральной полосы. Полупрозрачным зеркалом

3 световой поток направляется к двух-5 фокусной оптической системе, состоящей из элементов 1 и 2, фокальные плоскости которой являются предметными плоскостями микроскопов. Лучи света, пройдя через фотошаблон 9 и отра-И1 зившись от подложки 8, снова проходят фотошаблон 9, фазовую пластинку 1, объектив 2, светоделительную пластинку 3, попадают на тубусный объектив

4, который строит два совмещенных 15 изображения в одной фокальной плоскости окуляра 5.

Увеличение микроскопа определяется обычным образом для каждой предметной плоскости 20 н

V = — V и Ок

f где fä — фокусное расстояние тубусной линзы 4;

Vpq — увеличение окуляра, Из выражений (9), (10), (2) и (3) получают

2

Обычно отношение (Д /f ) - 10 и (/ 2) 1 э 01 °

08 4

Таким образом, предлагаемая двухфокусная система при использовании в схеме микроскопа обеспечивает одновременное наблюдение объектов, расположенных в двух разных плоскостях. формула изобретения

Двухфокусная оптическая система, состоящая иэ оптической линзовой системы, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции, юстировки и уменьшения габаритов, последовательно с оптической линзовой системой установлена центрированная относйтельно оптической оси фазовая пластинка, выполненная в виде зонной пластинки с радиусами зон r„, описываемыми выражением

< o ff / << < + ) > где К = 1, 2, 3 ... — порядковый номер зоны;

f — фокусное расстояние линзовой системы;

Л вЂ” длина волны света;

Р " расстояние между фазовой пластинкой и линзовой системой;

d — - расстояние между фокусами системы, при этом фазовый рельеф каждой зоны пластинки выполнен прямоугольным с глубиной = Я, /2 - (и-1), где n - коэффициент преломления материала подложки фазовой пластинки.

1312508

Составитель Г.Татарникова

Редактор П.Гереши Техреду.Сердюкова Корректор С.Черни

Заказ 1970/44 Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, уя. Проектная,4