[發明專利]一種投影光學系統

有效

• 申請號: 201210360715.9
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN102981249A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 冉英華;邢廷文;張海波;呂保斌;陳紅麗;白瑜
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G02B13/18
• 分類號: G02B13/18;G02B13/14;G03F7/20
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 梁愛榮

1.一種投影光學系統，其特征在于：用于將物面內的圖案投射到像平面上，沿投影光學系統光軸方向安置有第一透鏡組(G1)、第二透鏡組(G2)、第三透鏡組(G3)、第四透鏡組(G4)和第五透鏡組(G5)，并且第一透鏡組(G1)、第二透鏡組(G2)、第三透鏡組(G3)、第四透鏡組(G4)和第五透鏡組(G5)處于同一光軸，從光束入射方向順序第一透鏡組(G1)具有負光焦度、第二透鏡組(G2)具有正光焦度、第三透鏡組(G3)具有負光焦度、第四透鏡組(G4)具有正光焦度和第五透鏡組(G5)具有正光焦度，其中：

第一透鏡組(G1)，接收輸入光束，對物面發出的光束進行發散，得到并輸出第一發散光束；

第二透鏡組(G2)，接收第一發散光束，對第一發散光束進行發散，得到并輸出第二發散光束；

第三透鏡組(G3)，接收第二發散光束，對第二發散光束進行會聚，得到并輸出第一會聚光束；

第四透鏡組(G4)，接收第一會聚光束，對第一會聚光束進行發散，得到并輸出第三發散光束；

第五透鏡組(G5)，接收第三發散光束，對第三發散光束進行會聚，得到第二會聚光束，并將第二會聚光束會聚到像面。

2.根據權利要求1所述的投影光學系統，其特征在于，所述第一透鏡組(G1)包括第一正透鏡(1)、第一彎月透鏡(2)、第一負透鏡(3)和第二負透鏡(4)；第一彎月透鏡(2)的出射面為第一非球面，利用第一非球面校正投影光學系統的像散、慧差、畸變；物面發出的光束依次經過第一正透鏡(1)、第一彎月透鏡(2)、第一負透鏡(3)、第二負透鏡(4)實現四次發散，用于生成第一發散光束，并由第二負透鏡(4)輸出第一發散光束，所述第一發散光束寬度大于物面發出的光束的寬度。

3.根據權利要求2所述的投影光學系統，其特征在于，所述第二透鏡組(G2)包括第二正透鏡(5)、第三正透鏡(6)；經第二負透鏡(4)出射的第一發散光束依次經過第二正透鏡(5)、第三正透鏡(6)實現兩次發散，用于生成第二發散光束，并由第三正透鏡(6)輸出第二發散光束，所述第二發散光束寬度大于第一發散光束的寬度。

4.根據權利要求3所述的投影光學系統，其特征在于，所述第三透鏡組(G3)包括第四正透鏡(7)、第五正透鏡(8)、第三負透鏡(9)、第四負透鏡(10)；經第三正透鏡(6)出射的第二發散光束依次經過第四正透鏡(7)、第五正透鏡(8)、第三負透鏡(9)、第四負透鏡(10)實現四次會聚，用于生成第一會聚光束，并由第四負透鏡(10)輸出第一會聚光束，所述第一會聚光束寬度小于第二發散光束的寬度。

5.根據權利要求4所述的投影光學系統，其特征在于，所述第四透鏡組(G4)包括第五負透鏡(11)、第二彎月透鏡(12)、第六正透鏡(13)、第七正透鏡(14)，經第四負透鏡(10)出射的第一會聚光束依次經過第五負透鏡(11)、第二彎月透鏡(12)、第六正透鏡(13)、第七正透鏡(14)實現四次發散，用于生成第三發散光束，并由第七正透鏡(14)輸出第三發散光束；所述第三發散光束寬度大于第一會聚光束的寬度。

6.根據權利要求5所述的投影光學系統，其特征在于，所述第五透鏡組(G5)包括第三彎月透鏡(15)、第八正透鏡(16)、第九正透鏡(17)、第十正透鏡(18)、第六負透鏡(19)、第四彎月透鏡(20)、第十一正透鏡(21)；第十正透鏡(18)的入射面為第二非球面，利用第二非球面校正投影光學系統的球差、慧差、匹茲凡場曲；第六負透鏡(19)的出射面為第三非球面，利用第三非球面校正投影光學系統的球差、慧差、像散。經第七正透鏡(14)出射的第三發散光束依次經過第三彎月透鏡(15)、第八正透鏡(16)、第九正透鏡(17)、第十正透鏡(18)、第六負透鏡(19)、第四彎月透鏡(20)實現六次會聚，用于生成第二會聚光束，并由第四彎月透鏡(20)輸出第二會聚光束，第十一正透鏡(21)將第二會聚光束輸出到像面上，所述第二會聚光束寬度小于第三發散光束的寬度。

7.根據權利要求6所述的投影光學系統，其特征在于，所述透鏡(1)至(21)分別采用折射式鏡片，沒有反射式鏡片。

8.根據權利要求6所述的投影光學系統，其特征在于，在第七正透鏡(14)和第三彎月透鏡(15)之間設置孔徑光闌。

9.根據權利要求1所述的投影光學系統，其特征在于，所述系統的數值孔徑為0.75。

10.根據權利要求1所述的投影光學系統，其特征在于，所述第一透鏡組(G1)、第二透鏡組(G2)、第三透鏡組(G3)、第四透鏡組(G4)和到第五透鏡組(G5)分別采用折射率大于1.5的光學材料制成的透鏡組，所述光學材料是熔石英、氟化鈣、氟化鋇中的一種，或是熔石英和氟化鈣、熔石英和氟化鋇、氟化鈣和氟化鋇、熔石英和氟化鈣及氟化鋇中的一種組合。