高精度干涉仪镜头支撑结构的光机集成分析.pdf

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1、第38卷第10期光电工程V_01．38．No．102011年10月Opto—ElectronicEngineeringoct．20l1文章编号：1003—501X(2011)10—0146—05高精度干涉仪镜头支撑结构的光机集成分析张娟，吴永前，伍凡，吴高峰(中国科学院光电技术研究所，成都610209)摘要：根据高精度干涉仪镜头的工作状况，给出了平放时镜头的装卡方式。用AnsysWorkbench有限元分析软件对镜头由重力、支撑结构所导致的面形变化进行仿真分析，在对光机结构进行有限元分析的基础上，反复优化镜头机械结构设计，从而使支撑

2、结构引起的系统误差降到最低，以Zemike多项式为接口工具拟合镜面变形，评估了该支撑结构对镜头光学性能的影响。分析结果表明，在该支撑方式下，干涉仪镜头引入的波像差的均方根值RMS<1／502，满足像质要求。关键词：干涉仪；变形；Zernike多项式；有限元分析中图分类号：TP211．6文献标志码：Ado：10．3969／j．issn．1003—501X．2011．10．024IntegratedOpto-mechanicalAnalysisfortheLens0fHigh-precisiOnInterferometerSupport

3、StructureZHANGJuan，WUYong-qian，WUFan，WUGao-feng(InstituteofOpticsandElectronics，ChineseAcademyofSciences，Chengdu610209，China)Abstract：Ahorizontalplacingmethodforthelensofhigh—precisioninterferometerisgivenaccordingtoitsoperatingmode．UsingAnsysWorkbenchfiniteelementsoft

4、ware，simulationandanalysisarecarriedoutonthedeformationofmirrorsurfacewhichiscausedbygravityandthesupportstructure．BasedontheFiniteElementAnalysis(FEA)foropto—mechanicalstructure，optimizethemechanicaldesignofthelensrepeatedly,SOthatthesystematicerrorscausedbysupportstr

5、ucturegettominimization．FitdeformedmirrorsurfacewithZemikepolynomialasaninterfacetool，andevaluatetheeffectofsupportstructureonopticalperformance．TheanalysisresultsshowthattheRMSofaberationoftheinterferometerlensislessthan1／50~whichcanbefulfilledwiththeimagequalitydeman

6、dunderthesupportmethod．Keywords：interferometer；deformation；Zemikepolynomial；FEA0引言近几年来，随着国内大型光学项目的开展，对光学元件的面型精度提出了更高的要求，这也相应的对检测精度的提高提出了要求。特别是极紫9b(EUW)光刻技术的发展，对光学表面提出了达到均方根(RMS)值为0．1nm的面形要求，随之而来的是，检测设备的精度要求需要高于0．1nm【jJ。光学仪器的特殊要求和特定任务，决定了光学仪器必须在检测环境下具有可靠地光学性能，为了提高干涉仪检测精

7、度，最大限度减小由镜头机械结构本身变形引起镜头光学元件表面面形发生变化从而导致系统光学性能的下降，因此，分析实验环境下镜头的光学表面变形是很有必要的。镜面表面的变形引起了系统光学性能的降低，因此，可以用光机系统光学性能降低的程度来评价镜面表面变形。众所周知，光滑和连续的波面可以用一个完备的基底函数或一个线性无关的基底函数的线性组合来表示，而Zemike多项式由于具有互为正交、线性无关以及与Seidel像差的对应关系等特性，目前被广泛地用来表示波前J。收稿日期：2011—08—05；收到修改稿日期：2011—09—15作者简介：张娟(

8、1982一)，女(汉族)，陕西榆林人。硕士研究生，主要研究工作是光机结构设计及有限元分析。E-mail：zhjwu8080@163corn。第38卷第10期张娟等：高精度干涉仪镜头支撑结构的光机集成分析147本文结合项目高精度镜头的像