SU1176281A1 - Монохроматический объектив однократного увеличени - Google Patents

Description

Изобретение относится к оптическому приборостроению и может найти применение в проекционной фотолитографии, системах оптической обработки информации и т.д. 5

Цель изобретения - увеличение поля высококачественного изображения.

На чертеже показана оптическая схема и ход лучей в объективе.

I На схеме показаны положительные 10 мениски 1 и 2, дифракционная линза 3, апертурная диафрагма 4, плоскости 5 и 6 преметов и изображений соответ·^ ственно’.

Как известно, для того, чтобы мо- и нохроматический объектив формировал изображение с высоким разрешением по большому полю, должны быть одновременно выполнены два условия: должны иметься возможности устранения всех 20 монохроматических аберраций третьего порядка и уровень остаточных аберраций высших порядков долей быть невысоким. Так как предлагаемый объектив имеет симметричный ход лучей, то в .25 третьем порядке требуется устранить лишь три аберрации: сферическую, астигматизм и кривизну поля. Сферическая аберрация во всех порядках устранена введением соответствующих эд поправок в закон чередования кольцевых зон дифракционной линзы. Необходимость одновременного устранения в объективе астигматизма и кривизны поля определяет связь меж- 35 ду радиусами кривизны поверхностей менисков. Указанные аберрации могут быть устранены одновременно лишь при выполненном условии Петцваля, а оно в данном случае выполняется только эд при равенстве радиусов кривизны поверхностей каждого мениска.

Равенство толщины воздушных промежутков мевду дифракционной линзой и менисками, отрицательные радиусы 45 /поверхностей первого и положительные радиусы второго менисков (что следует из оптической схемы объектива ), равенство радиусов кривизны поверхностей каждого мениска и, нако- 50 нец, заданные диапазоны допустимых значений .фокусного расстояния дифракционной линзы и толщины менисков являются исходными данными для решения уравнения устрайения астигматизма. Это уравнение составляется по известной методике.

Физически реализуемые решения, обеспечивающие устранение астигматизма при указанных исходных данных, дают наборы конструктивных параметров, объединяемые тем, что силовым элементом является дифракционная линза, а тонкие и оптически слабые мениски выступают в роли корректоров полевых аберраций. При этом мениски располагаются вблизи плоскостей предметов и изображений, При такой компановке входной и выходной зрачки ^находятся далеко от плоскостей предметов и изображений соответственно и углы главных лучей с нормалями к поверхностям мениска оказываются небольшими даже при значительном удалении предметной точки от оси объектива! Это обуславливает низкий уровень аберраций высших порядков. Кроме того, в силу небольших расстояний от менисок до плоскостей предметов и изображений каждой паре сопряженных точек в этих плоскостях соответствуют очень тонкие пучки лучей, ' проходящих через мениски, что делает практически нулевыми четные полевые аберрации широких пучков.

Таким образом, предложенный объектив свободен от монохроматических аберраций третьего порядка, имеет низкий уровень остаточных аберраций высших порядков и, следовательно, способен формировать изображение с высоким разрешением по большому полю . Объектив имеет следующие характеристики: фокусное расстояние £=

- 170 мм; габарит ( расстояние между плоскостями предметов и изображений ) L= 810 мм; передний и задний отрезки S= S' - 6,1 мм; входная и выходная апертура А - 0,09, что обеспечивает на длине волны = 0,44 мкм разрешение в плоскостях предметов и изображений <7=

- 3 мкм. Диаметр поля, в пределах которого изображение высококачественное, т.е, не отличается от дифрак- . ционно-ограниченного, равен 60 мм.

Claims (1)

1. МОНОХРОМАТИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ ОДНОКРАТНОГО УВЕЛИЧЕНИЯ, содержащий два одинаковых положительных мениска, симметрично расположенных относительно апертурной диафрагмы, в плоскости которой установлена дифракционная линза, выполненная В виде зонной пластинки, отличающ и й с я тем,· что, с цепко увеличения поля высококачественного изображения, мениски обращены выпуклыми поверхностями друг к другу, а фокусное расстояние дифракционной линзы и толщина каждого из менисков составляют 1,1-1,4 и 0,1-0,3 от фокусного расстояния объектива соответственно.