[發明專利]一種用于調整光學元件位姿的裝置及調整方法

在審

• 申請號: 201710484137.2
• 申請日: 2017-06-23
• 公開（公告）號: CN109116682A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 郭抗;陳華男;倪明陽;隋永新;楊懷江
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: G03F7/20
• 分類號: G03F7/20;G02B7/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發明涉及一種用于光學元件位姿調整的裝置，包括：支撐鏡框，用于支撐光學元件；外鏡筒；環帶，所述環帶的內側邊緣與所述支撐鏡框的外側邊緣相連，所述環帶的外側邊緣與所述外鏡筒的內側邊緣相連；微位移傳感器，所述微位移傳感器設置在所述外鏡筒的內側壁上；微位移驅動器，所述微位移驅動器設置在所述外鏡筒的內側壁上。本發明還提供了一種調整光學元件位姿的方法。環帶結構的光學元件位姿調節裝置在保證光學元件納米級調節精度的同時，裝置的制造容易。

技術領域

本發明涉及光刻物鏡結構設計與裝調的技術領域，尤其涉及一種用于光學元件位姿調整的裝置及其調整方法。

背景技術

超精密光學系統需要超精密的光學元件位姿調節裝置，以調整光學系統的功能或改善光學系統的性能。在光刻投影物鏡中，光學元件位姿調節裝置可用于調節物鏡光學系統的倍率，補償物鏡光學系統的像質。本專利涉及一種光學元件位姿調節裝置包括支撐鏡框、環帶、外鏡筒、環帶壓板、三個微位移傳感器及其連接座和三個微位移驅動器及其連接座，用于光學元件的軸向、傾斜位姿的精密微動調節。

CN201310124849.3公開了一種柔性環片結構的透鏡軸向微調裝置，該裝置通過柔性環片結構對透鏡進行支撐與位姿微調。裝置所采用的柔性環片結構厚度尺寸小，加工難度大，制造公差難以保證，需采用價格昂貴的高精度車床才能完成加工。

CN201410821887.0公開了一種橋式柔性鉸鏈結構的光學元件軸向微動調整裝置，該裝置通過橋式柔性鉸鏈結構連接鏡框與鏡筒，實現了結構一體化。裝置中的橋式柔性鉸鏈結構復雜，需采用電火花線切割加工，對電火花線切割加工的工藝要求高，加工量大。

CN201310442669.1公開了透鏡X、Y、θZ三自由度微動調整裝置，該裝置包括透鏡、鏡框和三個驅動器，所述鏡片與鏡框之間通過膠粘的方式連接，所述三個驅動器固定在鏡框上，所述鏡框為鏡框內環、鏡框外環和三處周向均布的折疊鉸鏈組成的一體化結構，所述鏡框內環上周向均布有三處驅動器施力塊，所述透鏡與鏡框內環之間通過膠粘的方式連接；所述三個驅動器固定在鏡框外環上，驅動器的輸入位移作用在對應的驅動器施力塊上；所述折疊鉸鏈由切向彈片和徑向彈片組成，所述切向彈片與鏡框內環相連，所述徑向彈片與鏡框外環相連。該調整裝置主要適用于光學元件平面內的X、Y、Rz調整，無法適用于光學元件平面外的Z、Rx、Ry調整。且該調整裝置對電火花線切割加工的工藝要求高，加工量大。

CN201210312612.5公開了一種光刻投影物鏡中光學元件X-Y微動調整裝置，該裝置包括鏡框、兩個驅動器和兩個電容傳感器，所述兩個驅動器和兩個電容傳感器分別固定在鏡框上，驅動器安裝在鏡框外環外側，驅動器的輸入位移作用在第一折疊彈片和第二折疊彈片上，輸入位移方向分別垂直于第一折疊彈片外側彈片和第二折疊彈片外側彈片，兩個電容傳感器均為單電極電容傳感器，均固定在鏡框外環的內側，并且兩個電容傳感器間的周向間隔為90°。該調整裝置主要用于光學元件平面內的X、Y調整，無法適用于光學元件平面外的Z、Rx、Ry調整，且該調整裝置對電火花線切割加工的工藝要求高，加工量大。

CN201410311666.9公開了一種光學元件平面柔性微動調整裝置，包括鏡框、三個驅動器、三個位移傳感器和三個預緊彈片；鏡框為鏡框外環、鏡框內環、三個折疊彈片和多個輔助支撐L型彈片組成的一體式結構，鏡框外環和鏡框內環之間通過三個折疊彈片和多個輔助支撐L型彈片進行連接，三個折疊彈片沿圓周均布在鏡框上；三個預緊彈片一側固定在鏡框外環上，另一側分別作用在三個折疊彈片上；三個驅動器安裝在鏡框外環上，三個驅動器的輸入位移分別作用在三個折疊彈片上；三個位移傳感器沿圓周均布在鏡框外環上。該調整裝置主要用于光學元件平面內的X、Y調整，無法適用于光學元件平面外的Z、Rx、Ry調整，且該調整裝置對電火花線切割加工的工藝要求高，加工量大。

發明內容

為了解決現有技術存在的光學元件位姿調節裝置在保證光學元件納米級調節精度的同時，裝置的制造難度大的問題，本發明提出了一種采用環帶結構的光學元件位姿調節裝置。