[发明专利]一种深紫外光学系统波像差检测装置和方法

权利要求书

1.一种深紫外光学系统波像差检测装置，其特征在于，该装置包括准分子激光器(1)、能量控制器(2)、平凹柱面镜(3)、平凸柱面镜(4)、分束镜(5)、能量探测器(6)、第一平面反射镜(7)、衍射光学元件(8)、傅里叶透镜(9)、第一准直物镜(10)、第一1/4波片(11)、第一1/2波片(12)、第二平面反射镜(13)、第一聚焦物镜(14)、小孔板(15)、第二准直物镜(16)、第二1/2波片(17)、偏振分光棱镜(18)、第二1/4波片(19)、第二聚焦物镜(20)、待测深紫外光学系统(21)、球面反射镜(22)、第一中继镜(23)、第二中继镜(24)和夏克-哈特曼波前传感器(25)；其中，准分子激光器(1)出射的狭长矩形光斑经能量控制器(2)后得到能量大小适宜的矩形光斑，经平凹柱透镜(3)和平凸柱透镜(4)后，成为方形光斑，方形光斑经过分束镜(5)后分成两个部分，一部分经分束镜(5)反射后进入探测器(6)，另一部分透过分束镜(5)后，通过第一平面反射镜(7)反射，传输到衍射光学元件(8)，在傅里叶透镜(9)的焦面上得到能量均匀分布的圆形光斑，该圆形光斑经第一准直物镜(10)后成为平行光束，该平行光束分别经过第一1/4波片(11)和第一1/2波片(12)后得到P偏振光，经第二平面反射镜(13)反射后，被第一聚焦物镜(14)聚焦到小孔板(15)上，从小孔板(15)出射的波前经第二准直物镜(16)准直后，通过第二1/2波片(17)调整偏振方向，得到P偏振光，该P偏振光分别经过偏振分光棱镜(18)和第二1/4波片(19)后成为圆偏振光，经过第二聚焦物镜(20)聚焦后进入待测深紫外光学系统(21)，然后通过球面反射镜(22)反射后再一次进入待测深紫外光学系统(21)，经第二聚焦物镜(20)和第二1/4波片(19)后成为S偏振光，S偏振光经偏振分光棱镜(18)反射后，进入第一中继镜(23)和第二中继镜(24)，最后在夏克-哈特曼波前传感器(25)的探测面上得到光斑阵列，由光斑阵列的位置信息计算得待测深紫外光学系统(21)的波像差信息，所述小孔板(15)是通过刻蚀介质掩模上的介质膜得到的，其激光损伤阈值可达3J/cm²。

2.根据权利要求1所述的深紫外光学系统波像差检测装置，其特征在于，所述衍射光学元件(8)在两个正交方向上具有不同的发散角，用于将第一平面反射镜(7)反射得到的能量分布不均匀的方形光斑转换成能量分布均匀的圆形光斑。

3.根据权利要求1所述的深紫外光学系统波像差检测装置，其特征在于，所述傅里叶透镜(9)的后焦面和第一准直物镜(10)的前焦面重合，且和第一聚焦物镜(14)的后焦面共轭。

4.根据权利要求1所述的深紫外光学系统波像差检测装置，其特征在于，所述小孔板(15)位于第一聚焦物镜(14)的后焦面上，小孔板(15)所在平面与第二聚焦物镜(20)后焦面、夏克-哈特曼波前传感器(25)探测面共轭。

5.根据权利要求1所述的深紫外光学系统波像差检测装置，其特征在于，所述小孔板(15)包括熔石英或氟化钙基底(151)、在所述熔石英或氟化钙基底(151)上交叠镀制的多层低折射率材料(152)和多层高折射率材料(153)，其最外面一层是低折射率材料(152)，其厚度为工作波长的一半；所述小孔板(15)还包括小孔(154)，所述小孔(154)是通过刻蚀所述交叠镀制的多层低折射率材料(152)和多层高折射率材料(153)形成的。

6.根据权利要求1所述的深紫外光学系统波像差检测装置，其特征在于，所述第二聚焦物镜(20)为像方远心，其出瞳位置和待测深紫外光学系统(21)的入瞳位置重合。

7.根据权利要求1所述的深紫外光学系统波像差检测装置，其特征在于，所述球面反射镜(22)，其数值孔径比待测深紫外光学系统(21)的数值孔径大，其表面镀有深紫外波段专用的高反射膜。