Монохроматический объектив однократного увеличения
СО103 СОВЕТСКИХ
ОЮЦ5
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1176281 (51.)4 G 02 В 5 2
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3708010/24-10 (22) 11,03.84 (46) 30.08.85. Бюл, У 32 (72) Г.И. Грейсух и С.А, Степанов (71) Пензенский инженерно-строительный институт (53) 772.99 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Ф 913318, кл. G 02 В 13/24, 1979.
Шипов В .Г ., Грейсух Г.И. Компенсация аберраций в простейших рефракционно-дифракционных оптических системах. "Оптика и спектроскопия", 1981,; т. 50,.вып. 4, с. 786-791. (54)(57) ИОНОХРОМАТИЧЕСКИЙ ОБЬЕКТИВ
ОДНОКРАТНОГО УВЕЛИЧЕНИЯ. содержащий два одинаковых положительных мениска, симметрично расположенных относительно апертурной диафрагмы, в плоскости которой установлена дифракционная линза, выполненная в виде зонной пластинки, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целио 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, 1176281
Изобретение относится к оптическому приборостроению и может найти применение в проекционной фотолитографии, системах оптической. обработки информации и т.д. S
Пель изобретения — увеличение поля высококачественного изображения.
На чертеже показана оптическая схема и ход лучей в объективе.
На схеме показаны положительные 10 мениски 1 и 2, диФракционная линза 3, апертурная диафрагма 4, плоскости
5 и 6 преметов и изображений соответственно.
Как известно, для того, чтобы мо- lS 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 долек 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 поправок в закон чередования кольцевых эон дифракционной линзы, Необходимость одновременного устранения в объективе астигматизма.и кривизны поля определяет связь между радиусами кривизны поверхностей менисков. Указанные аберрации могут быть устранены одновременно лишь при выполненном условии Петцваля, а оно в данном случае выполняется только при равенстве радиусов кривизны поверхностей каждого мениска.
Равенство толщины воздушных промежутков между дифракционной линзой и менисками, отрицательные радиусы .поверхностей первого и положительные радиусы второго менисков (что следует из оптической схемы объектива); равенство радиусов кривизны нов.ерхностей каждого мениска и, наконец, заданные диапазоны допустимых значений фокусного расстояния дифракционной линзы и толщины менисков являются исходными данными для решения уравнения устрайения астигматиэма. 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
Йаходятся далеко от плоскостей предметов и иэображений 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
t 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 нулевйми 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 иэображение с высоким разрешением по большому полю. Объектив имеет следующие харак.теристики: Фокусное расстояние — 170 мм; габарит (расстояние между плоскостями предметов и изображений ) = 810 мм; передний и задний отрезки 5 = S = 6,1 мм; входная и выходная апертура А = 0,09, что обеспечивает на длине волны
h = 0,44 мкм разрешение в плоскостях предметов и изображений
3 мкм. Диаметр поля, в пределах которого изображение высококачественное, т.е. не отличается от дифракционно-ограниченного, равен 60 мм.
