[发明专利]全息凸面光栅光刻光路设计方法

摘要

本发明公开了一种全息凸面光栅光刻光路设计方法。特点：它是一种在同心三反射镜光学系统的“无”像差环视场上进行光刻的光路，根据需光刻的凸面光栅的参数，用作图法确定大凹面镜的结构参数，计算出“无”像差环视场的位置。由本方法设计出的光刻光路，其优点是：环上理论像差趋于零，由孔径角的变大带来的像差为最小，畸变为零，从而能制造出高质量凸面光栅，使光栅的光谱像差很小。如果应用于与光刻光路相同结构和参数的同心三反射镜系统中，那么该光谱仪具有高像质光谱、结构简单、重量轻等优点。

主权项

1.一种全息凸面光栅光刻光路设计方法，其特征在于，它包括下列步骤：1)建立一种同心三反射镜光学系统的“无”像差环视场光刻光路，它由激光器(9)、分光器(10)、反光镜(11、12)、物镜(13、14)、空间滤波器(15、16)、凹面镜(18)组成，凸面光栅基片(17)置于同心三反射镜光学系统凸面镜的位置上，激光器(9)发出的激光束经分光器(10)分束为两束光，分别由两块反光镜(11、12)反射出两束互相平行的光束，再分别射入两物镜(13、14)，聚焦在空间滤波器(15、16)上，进入由凹面镜(18)和凸面光栅(17)组成的同心三反射镜系统，两空间滤波器(15、16)在同心三反射镜系统“无”像差环(19)视场上，两光束经凹面镜(18)反射到凸面光栅基片(17)上进行干涉；根据需光刻的凸面光栅基片(17)的参数：凸面光栅基片的球面半径r和凸面光栅基片的平面直径d，使得两相干光束能充满凸面光栅基片，采用作图法，确定大凹面镜(18)的球面半径R和平面直径D；先画出凸面光栅位置，取一环半径h，利用公式$h=\frac{R\sqrt{{4r}^2-R^2}}{2r}$ 算出凹球面半径R，与凸面光栅球面同心画出凹球面，以最大孔径角μmax为18度，画出边缘光线，经凹面镜反射到凸面光栅上，是否充满球面半径r和平面直径d的凸面光栅，若不能充满，则增大环半径h，再重复以上步骤，直至充满，若充满，则由该光线量出平面直径D，与算出的凹球面半径R确定了大凹面镜结构；2)调整光路，使凹面反射镜(18)与凸面光栅基片(17)同心；3)由第2步确定的凹面反射镜(18)凹面半径R、凸面光栅基片(17)球面半径r，根据公式：$h=\frac{R\sqrt{{4r}^2-R^2}}{2r}$ 算出“无”像差环视场半径h；4)将上述光路中两空间滤波器(15、16)放在由凹面反射镜(18)、凸面光栅基片(17)组成的同心三反射镜系统“无”像差环视场上，并且是在环直径的两端上；5)调整光路使经两反射镜(11、12)的两相干光束互相平行，且与同心三反射镜的光轴平行，同时在同一个平面内，离光轴的距离均等于环半径h；6)两相干光束经各自的物镜(14、13)和空间滤波器(15、16)射入同心三反射镜系统，其孔径角为0～18度。