Монохроматический объектив

 

МОНОХРОМАТИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТИВ, содержащий две дифракхщонные линзы выполненные в виде зонных пластинок на поверхности плоскопараллельных стеклянных подложек, и апертурную . . диафрагму, отличающий с я тем, что, с целью увеличения поля , высококачественного изображения, вторая дифракционная линза имеет положительную оптическую силу, причем расстояние между линзами ( 2 /, J .ТмУ nJ + 5 , ( где r - радиус i-й зоны; Л - длина волны используемого света,. . где S - расстояние от объекта дб первой ;з1ифракционной линзы; 0/, ,0(.2 - корни системы двух уравнений: . . . й( -Ч /2 L01/ 1 х к1-;)°Г -к:(-пт1 -п ((-iJll(-Й L «2 К)(. .b(.( )l-|H-|(-) .,.|i(,..),.o, где n,n,,,n,- показатели преломления плоскопараллельных подложек, расположенных соответствстственно между объектом и первой линзой, между линзагш и между второй линзой и изображениел ем; 00 ХЧ.УЗ.УЗ Приведенные толщины о ел |;л подложек, выбирае1Ф1е в диапазоне от О до П|, от О до О О ДО Пя соответственно; р - коэффициент увеличения объектива; : радиусы зон первой дифрак1щонной линзы 7 7 „ « 1I ГТ о - - гг K. l izMkl4S) ., . ( l/% -4/Z2 s ( l/Z,-1/2)4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК

1 (19) (11) А (5р G 02 8 5/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ. (21) 3421045/18-10 (22) 09.04.82 (46} 07.11.83 Бюл. В 41

° ° ° ° °

72) С. Т. Бобров и Г. И. Грейсух.

71) Пензенский инженерно-строительный институт (53) 772.99(088.8) (56) 1. Грамматин А» П., Ларина P.N.

Горбунова В. А. Объективы для фотопов торителей.-"Оптико-механическая промышленность", 1974» вып.l2, с.б0-67.

2..Грейсух Г.И., Прохоров N.А.»

Шитов В. Г. Компенсация аберраций голографической линзы с вынесенным входным зрачком.-"Журнал технической физики", 1979, т. 49, вып.5, с.10321034. (54) (57) ИОНОХРОИАТИЧЕСКИИ ОБЪЕКТИВ» содержащий две дифракционные линзы, выполненные в виде зонных пластинок . на поверхности плоскопараллельных. стеклянных-подложек, и апертурную . диафрагму, .отличающийся тем, что, с целью увеличения поля высококачественного изображения, вто. рая дифракционная линза имеет положительную оптическую силу, причем расстояние между линзами где г; - радиус i-й зоны; — длина волны используемого света, где S - расстояние от объекта де первой,цифракционной линзы;

МФ +2 корни системы двух уравнений: где п,п»п - показатели преломления плоскопараллельных подложек» расположенных соответстветственно между объ:ектом и первой линзой, между линзами и между второй линзой и изображением;

g„ g q,ÓÇ вЂ” приведенные толщины подложек, выбираемые в диапазоне от

0 до é(» от 0 до п ((-1} и от 0 до п» соответственно;

f3 — коэффициент увеличения объектива; радиусы зон первой дифракционной линзы

1053055

Изобретение относится к оптичес- кому приборостроению и может найти применение а проекционной фотолитогра» фии, системах оптической обработки ин-формации, системах волоконной связи. 5

Известны проекционные. объективы, созданные на основе рефракционных и зеркальных оптических- элементов jQ . Эти объективы успешно выполняют свои функции, однако во многих случаях их конструкции являются многокомпонентвыми, что затрудняет их изго товлевие и эксплуатацию, .а также приводит к черезмерно увеличенным габаритам и весу. !

Использованйе дифракционных (голографических) линз в качестве компо-нентов проекционного объектива позволяет устранить указанные иедостат- ZO ки, .т.е. сделать объектив состояк нежит в диапазоне 0,8-1,2; радиусы зон второй дифракционной лийзы а толщины плоскопараллельных подложек „ . .находящихся между объектом и первой линзой, между линзами и между второй линзой и изображением, равны соответственно

311 1 2= 2z2 = О3 4

% щим из малого числа компонентов и, как следствие, легким и компактным.

Известен монахроматическнй объектив, содержащий две дифракционные линзы, выполненные в виде зонных лластинок на поверхности плоскопараплельных..стеклянных подложек, и апертурную диафрагму, при этом первая линза обладает. оптической силой и непосредственно формирует изображение, а вторая имеет нулевую оптическую силу и выполняет корректирующие функции (ф..Однако для известного объектива характерно недостаточное поле высоко- качественного иэображения и наличие неустранимой дисторсии.

Целью изобретения является увеличение поля высококачественного изображ ения (в том числе устранение дисторсии) !

053055

n )

У где s - расстояние от объекта до первой. дифракционной линзы;

ah<„dq- корни следующей системы двух линзами уравнений:,и - показат преломле- поДложек, выбиРаемые в Диапазоне от

mac подложек, рас- 0 до п, ° от 0 до п (М,-1) и от 0 до, положенных соответственно между объ- и> соответственно; ектом и первой линзой, между линзами P — коэффициент увеличения, и между второй линзой и изображением; объектива; ф,,ф,,у. - приведенные толщины . радиусызонпервойдифракционнойлинэы. где r. - радиус i-й зоны; ф — длина волны используемого свек лежит в диапазоне 0,8-1,2; радиусы зон второй дифракционной линзы

11оставленная цель достигается тем, что в монохроматическом объективе, содержащем две дифракционные линзы, выполненные в виде зонных пласТННоК на поверхности плоскопаралл пь- 5 ных стеклянных подложек,. и апертурную диафрагму, вторая дифракционная линза имеет положительную оптнческую силу, причем расстояние между з а. а ha) .n ) вба ° г

1053055

Диаметр, предметного поля, в пределах которого беспечивается заданное разрешение, мм

Разрешение в плоскости объекта„ мкм предложенного объектива, диночной дифракционного дифракцион- двухкомпонентой линзы, ного объектива (известного).

1,05

0,12

1 5

14,7

0,9

3,6

2,3 а толщины плоскопараллельных подложек, находящихся между объектом и первой линзой, между линзами и между второй линзой и изображением,рав10 ны соответственно д, фЖ, 4 Й а; 4 3э

На чертеже показан ход лучей в объективе.

Плоскость объекта 1 отображается 1 плоскопараллельной пластинкой 2 в плоскость первого промежуточного изображения 3. Дифракционная линза

4 находится на расстоянии s от объ екта и на расстоянии z от первого 20 промежуточного изображения и отображает последнее в плоскость второго промежуточного изображения 5, которое находится на расстоянии z< от линзы и в свою очередь отображает- 25 ся плоскопаваллельной пластинкой

6 в плоскость третьего прошежуточного изображения 7. Дифракционная линза 8 находится на расстоянии d от первой дифракционной линзы и на расстоянии z от третьего промежуточного изображения и отображает последнее в плоскость четвертого промежуточного изображения 9, которое находится EM pBccToEEHHH, -2 1 от Второй линзы Плоскопараллельная пластинка 10 отображает четвертое промежуточное изображение в плоскость изображения объектива 11, которое находится на расстоянии -s от второй 40 дифракционной линзы.

Для реализации объектива достаточно двух подложек, однако они могут быть различным образом расположены в объективе, поэтому рассматривается объектив с тремя плоскопараллельными пластинками. Кроме того, поскольку при перемещении плоскопараллельной пластинки в пределах отведенног ей интервала между другими элементами оптической системы факусирующие и аберрационные характерисуики последней не меняются, конкретные полоI жения подложек в объективе не оговорены. Более того, каждая из подложек, может быть при необходимости разбита на две или более плоскопараллельные.пластинки с общей толщиной, равной толщине исходной пластинки.

Местоположение апертурной диафрагмы в предлагаемом объективе некритично. Диафрагма может быть помещена в любой плоскости в зависимости ,от требований к положению.входного зрачка объектива и величине светового диаметра линз.

Предложенный объектив имеет следующие характеристики: коэффициент увеличения f3 - 10", разрешение в плоскости объекта 3 = 1,5 мкм; длина волны используемого света Я

= 0,44 мкм; поле иэображения 2 у =

= 60 мм (в плоскости объекта 2 у == 6 мм), причем степень коррекции аберрационных характеристик предложенного объектива позволяет увеличить

В диаметр рабочего поля до 2 у =110 мм, что влечет-при этом некоторое увеличение светового диаметра первой линзы, оставляя без изменения все расстояния и параметры второй линзы.

Таким образом,,придание положительной оптической силы второй дифракционной линзе объектива позволяет на порядок увеличить диаметр поля высококачественного изображения по сравнению с известным объективом (см.таблицу).

СоСтавитель В. Андреев

Редактор П. Коссей Техвеец, М.Гергель Коэоектоо В. Бутяга. Заказ 8868/45 Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5.

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4