Монохроматический объектив однократного увеличения

СОЮЗ СОВЕТСКИХанп ам еОВРЕСПУБЛИК х(51) 2 В РЕТЕНИЯ НИЕ к ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТ 21) 370801024-122) 11,03,8446) 30.08.85. Бюл, У 3272) Г,И, Грейсух и С.А, Степанов 171) Пензенский инженерно-строительный институт53) 772.99 088,8)(56) Авторское свидетельство СССР Ф 913318, кл. 6 02 В 13/24, 1979.Шипов В .Г Грейсух Г.И. Компен сация аберраций в простейших ребра - ционно-дифракционных оптических системах, "Оптика и спектроскопия", 1981,; т. 50, вып. 4, с. 786-791. 80117628154) Ь 7) МОНОХРОМАТИЧЕСКИЙ ОБЬЕКТИВОДНОКРАТНОГО УВЕЛИЧЕНИЯ. содержащий два одинаковых положительныхмениска, симметрично расположенныхотносительно апертурной диафрагмы,в плоскости которой установлена дифракционная линза, выполненная в видезонной пластинки, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целио увеличения поля высококачественного изображения, мениски обращены выпуклымиповерхностями друг к другу, а фокусное расстояние дифракционной линзыи толщина каждого из менисков составляют 1,1-1,4 и 0,1-0,3 от фокусного расстояния объектива соответственно,Изобретение относится к оптическому приборостроению и может найтиприменение в проекционной фотолитографии, системах оптической. обработки информации и т.д. 5Цель изобретения - увеличение поля высококачественного изображения.На чертеже показана оптическаясхема и ход лучей в объективе.На схеме показаны положительные 1 Омениски 1 и 2, дифракционная линза 3,апертурная диафрагма 4, плоскости5 и 6 преметов и изображений соответственно.Как известно, для того, чтобы монохроматический объектив формировализображение с высоким разрешением побольшому полю, должны быть одновременно выполнены два условия: должныиметься возможности устранения всех 20монохроматических аберраций третьегопорядка и уровень остаточных аберраций высших порядков долек быть невысоким, Так как предлагаемый объективимеет симметричный ход лучей, то в 25третьем порядке требуется устранитьлишь три аберрации: сферическую,астигматизм и кривизну поля. Сферическая аберрация во всех порядкахустранена введением соответствующихпоправок в закон чередования кольцевых эон дифракционной линзы,Необходимость одновременного устранения в объективе астигматизма.икривизны поля оределяе связь между радиусами кривизны поверхностейменисков, Указанные аберрации могутбыть устранены одновременно лишь привыполненном условии Петцваля, а онов данном случае выполняется толькопри равенстве радиусов кривизны поверхностей каждого мениска.Равенство толщины воздушных промежутков между дифракционной линзойи менисками, отрицательные радиусы.поверхностей первого и положительные радиусы второго менисков (чтоследует из оптической схемы объектива ); равенство радиусов кривизны нов.ерхностей каждого мениска и, наконец, заданные диапазоны допустимыхзначений .фокусного расстояния дифракционной линзы и толщины менисков являются исходными данными для решения уравнения устрайения астигматиэма. Это уравнение составляетсяпо известной методике.Физически реализуемые решения,обеспечивающие устранение астигматизма при указанных исходных данных,дают наборы конструктивных параметров, объединяемые тем, что силовымэлементом является дифракционнаялинза, а тонкие и оптически .слабыемениски выступают в роли корректоровполевых аберраций. При этом менискирасполагаются вблизи плоскостей предметов и изображений. При такой компановке входной и выходной зрачкиЙаходятся далеко от плоскостей предметов и иэображений соответственнои углы главных лучей с нормалями кповерхностям мениска оказываются небольшими даже при значительном удалении предметной точки от оси объективаЭто обуславливает низкий уровеньаберраций высших порядков, Крометого, в силу небольших расстоянийот менисок до плоскостей предметови изображений каждой паре сопряженных точек в этих плоскостях соответствуют очень тонкие пучки лучей,проходящих через мениски, что делаетпрактически нулевйми четные полевыеаберрации широких пучков,Таким образом, предложенный объектив свободен от монохроматическихаберраций третьего порядка, имеетнизкий уровень остаточных аберрацийвысших порядков и, следовательно,способен Формировать иэображение свысоким разрешением по большому полю. Объектив имеет следующие харак,теристики: Фокусное расстояние 1 =- 170 мм; габарит ( расстояние между плоскостями предметов и изображений )= 810 мм; передний и задний отрезки 5 = 5= 6,1 мм; вход-ная и выходная апертура А = 0,09,что обеспечивает на длине волный = 0,44 мкм разрешение в плоскостях предметов и изображений3 мкм. Диаметр поля, в пределахкоторого изображение высококачественное, т.е. не отличается от дифракционно-ограниченного, равен 60 мм.