[发明专利]有限距成像系统垂轴放大率的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学系统检测领域，具体涉及一种有限距成像系统垂轴放大率测量方法，可应用于光学系统垂轴放大率测量。

背景技术

光学系统的像差矫正通常基于特定的物像共轭点，即在满足特定的系统垂轴放大率需求的前提下完成。

对于如光刻系统等有限距光学系统而言，系统波像差和垂轴放大率均是衡量其成像质量的关键指标。

传统的超高精度的垂轴放大率测试需要借助在物像面安置小孔板的方式获得，执行成本很高，且不易控制和实现。

发明内容

本发明为解决现有光学系统的垂轴放大率测量方法需要借助在物像面安置小孔板的方式存在执行成本高，且不易控制实现的问题，提供一种有限距成像系统垂轴放大率的测量方法。

有限距成像系统垂轴放大率的测量方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、在光学软件设计的光学系统中载入带标记的光学元件面形，并对所述的光学系统进行优化，建立修正后的光学系统模型；

步骤二、在步骤一所述的光学系统模型中，通过所述光学系统物平面的位移量和与光学系统像平面的位移量的比例关系，计算所述光学系统的轴向放大率；

步骤三、根据光学系统的垂轴放大率β和步骤二中获得的光学系统的轴向放大率的关系，计算所述光学系统的垂轴放大率β，并建立所述计算光学系统的垂轴放大率β与步骤一中光学软件设计的光学系统的垂轴放大率β′的对应关系；

步骤四、根据步骤三中所述的光学系统的垂轴放大率β与光学软件设计的光学系统的垂轴放大率β′的对应关系，确定光学系统物平面的位移量的区间和光学系统像平面的初始位置；

步骤五、采用步骤一中修正后的光学系统模型，对实际光学系统进行装配和装调；

步骤六、在完成装调的光学系统上，通过光学系统物平面的位移量和光学系统像平面的位移量的比例关系，计算实际光学系统的轴向放大率，并计算实际光学系统的垂轴放大率。

本发明的有益效果：本发明提供的一种有限距成像系统垂轴放大率的测量方法，可以在系统波像差检测过程中完成垂轴放大率测量，操作简便、快捷，且具有较高的测量精度。

本发明通过带标记的面形检测对理想系统进行修正，使得修正后的模型能正确的表征实际系统的波前特性，通过对模型中元件的曲率半径、镜间距、物像点定位精度等的公差分析，可以对实测的系统垂轴放大率进行有效的修正，提高系统垂轴放大率测量结果的可靠性。

本发明所述的垂轴放大率的测量方法中，通过带标记的面形检测对理想系统进行修正，使得修正后的模型能正确的表征实际系统的波前特性，通过对模型中元件的曲率半径、镜间距、物像面定位精度等的公差分析，可以对实测的系统垂轴放大率进行有效的修正，提高系统垂轴放大率测量结果的可靠性；

本发明所述方法在光学系统装调和系统波像差检测过程中即可实现高精度的系统垂轴放大率测量，适用于有限距的折射式、反射式或折反射式光学系统的垂轴放大率测量。

附图说明

图1为本发明所述的有限距成像系统垂轴放大率测量方法中光学系统垂轴放大率测量模型示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1说明本实施方式，有限距成像系统垂轴放大率测量方法，该方法包括以下步骤：

一、在光学软件设计的理想光学系统中载入相应的带标记的元件面形，并对系统进行优化，建立修正的系统模型；

二、在模型中，通过光学系统物平面的微小位移量和与之对应的光学系统像平面微小位移量的比例关系计算光学系统的轴向放大率；

三、根据光学系统的垂轴放大率和轴向放大率的关系，推算出光学系统垂轴放大率，建立计算的光学系统垂轴放大率β与光学软件给出的垂轴放大率β′的对应关系；

四、根据对应关系确定光学系统物平面微小移动量的区间和光学系统像平面的初始位置；

五、采用修正后的模型指导光学系统的装配和系统的精密装调；

六、在完成装调的系统上，通过光学系统物平面的微小位移量和与之对应的光学系统像平面微小位移量的比例关系，计算实际光学系统的轴向放大率，并计算实际光学系统的垂轴放大率。

本实施方式中，还包括分析元件曲率半径、元件的间隔公差以及物平面和像平面的定位精度，给出实际测量获得的垂轴放大率的分布空间；完成光学系统的垂轴放大率测量，并根据β与β′的对应关系，对实测的垂轴放大率进行修正，修正后的垂轴放大率为实际系统物点在确定物距下的垂轴放大率。

本实施方式中，步骤一所述的在理想的光学系统中载入相应的光学元件面形主要过程为：