摘要：介绍了一种可对分步重复投影光刻机照明系统性能进行研究的紫光高均匀照明实验装置及总体结构设计。说明了在该装置的结构设计上所遇到的主要问题及解决方法。使用此装置可以对照明系统在多种不同照明条件下的照明均匀性等性能进行实验研究；并且可与光刻物镜、工件台组合成一套曝光系统，开展微细加工光刻技术的曝光实验研究。

摘要：为了获得均匀准直光,设计了一种LED光学系统。该光学系统由一个全内反射(TIR)透镜和一个自由曲面透镜组成,可以用于水下光通信和水下成像系统的照明。其中,TIR透镜入射曲面将LED发出的球面波准直为平面波然后使之均匀分布;自由曲面透镜将均匀分布的光线转换为平面波。同时,设计了三种不同出射光斑直径的光学系统。经仿真实验表明:该光学系统可以实现大于0.76的均匀度和89%的出射光效(TOE)。为了保持较高的均匀性和出射光效,自由曲面透镜的半径不应小于TIR透镜。

摘要：为了获得小发散角的矩形光束,首先设计了一种LED光学系统。该光学系统由一个透镜和一个反射器组成,可以用于船舶航行时的远距离可见光引导。其中,透镜完成横向光束的准直以及部分纵向光束的发散角压缩,反射器完成剩余纵向方向光束发散角的压缩。然后,对反射器的光线反射方式进行了改进,获得了更好的发散角压缩效果。仿真结果表明:该光学系统可以实现横向发散角为3°,且纵向发散角可以是不同小角度的矩形光束,当纵向发散角为10°时,出射光效达到82.8%。

摘要：复眼透镜在均匀照明中应用广泛,但是在大像差系统中其均匀性和能量利用率等性能会大大下降。通过对复眼透镜光束整形系统的成像假设,将其分解为若干子成像系统的组合,并讨论了像差及其表现对整形性能的影响。认为在像差表现中边缘点扩散、像面畸变、子孔径成像位置偏离对复眼透镜整形性能影响较大,而内部点扩散在一定程度上能够提高其整形性能。通过具体实例,控制对复眼透镜性能影响较大的像差表现而放宽影响较小的像差表现,优化设计以两个普通球面镜而不是通常采用的傅里叶透镜作为积分透镜的大像差复眼透镜整形系统,验证了该成像分析方法及其结果的有效性。

摘要：利用能量守恒建立光源与目标之间的网格映射可以用来设计自由曲面照明透镜,然而这种方式设计透镜表面的连续性依赖于映射是否可积。其根本原因是这种预先设定的映射并非照明问题的真实解。为了得到连续的透镜曲面,首先使用支撑曲面法利用一定数量的笛卡尔卵形面构造非连续的自由曲面透镜。以这个透镜为初始设计,通过拟合建立光源与目标面的网格映射。由于初始设计的透镜为照明问题的真实解,因此这个映射满足可积条件。光学仿真表明这种方法设计的透镜可以在目标面达到目标面达到0.77的照度均匀性以及81.6%的光学效率,同时透镜的表面连续。

摘要：TIR结构可准直LED光,因此被广泛应用于LED二次光学系统设计。通过调整TIR结构的全反射面,可以实现不同小发散角的圆形照明。设计了半发散角为5°和10°的透镜并进行了仿真验证。仿真结果表明,当采用点光源或者1 mm×1 mmLED光源时,半发散角都分别能满足预期为5°和10°。此方法同样适用其他小发散角透镜的设计。

摘要：叙述了ｉ－ｌｉｎｅ光刻高均匀照明系统的均匀照明原理，以及其具有特殊面形（非球面）、特殊结构（非共轴）、超光学表面（由多个非共轴光学表面组成）的光学系统的光能分布计算模拟的原理、方法。作为例子，用所编写的程序计算模拟了我们近来设计的一曝光系统几个重要光学表面上具有权重的点列图和光能分布曲线。