投影电视物镜的MTF评价

介绍了投影电视成像原理和对电视图像的成像质量要求；提出了特征频率下３种投影电视物镜的ＭＴＦ评价。这三种投影电视物镜是：３英寸投影显像管正投式投影电视物镜；３英寸投影显像管背投式投影电视物镜；７英寸投影显像管背投式投影电视物镜。     

偏心孔阑离轴照明EUVL微缩投影物镜的设计及模拟装调

针对极紫外投影光刻 ( Extreme Ultraviolet Lithography,简称 EUVL)工作波长短的特点及由此带来的一些问题 ,对 EUVL微缩投影物镜的结构参数进行分析选择 ,设计了离轴照明方式的 Schwarzschild微缩投影成像物镜。利用基于奇异值分解的牛顿迭代法对敏感矩阵进行分解 ,求出相应失调量的大小 ,以实现系统的精密装调     

高数值孔径投影光刻物镜的光学设计

针对45nm节点投影光刻物镜的应用,开展了工作波长为193nm的深紫外浸没式高数值孔径(NA)投影光刻物镜的研究和研制。设计了数值孔径(NA)为1.30的离轴三反射镜投影光刻物镜和NA为1.35的同轴两反射镜投影光刻物镜,并对两个设计方案的优劣进行对比分析,选择了同轴式结构作为最终的设计方案。分析了系统在不同NA情况下可变光阑与其远心度之间的关系,提出了用双可变曲面光阑的设计方案来优化系统的远心度。实验表明,应用本文设计方案,光刻物镜的波像差小于1nm,畸变小于1nm;新型的可变光阑使系统NA在0.85~1.35变化时的最大远心度由5.83~17.57mrad降低至0.26~3.21mrad。本文提出的设计方案为45nm节点高数值孔径投影光刻物镜的研制提供了有益的理论依据和指导。     

193nm光刻投影物镜的研究

为了跟踪国际光刻设备的发展,介绍了工作波长为193nm国际主流光刻机的发展现状,对光刻机的核心—投影物镜的设计原理进行了分析,针对投影物镜光学系统参数、光学结构、光学材料和机械结构进行了深入探讨,最后对中国光刻机的发展前景进行展望。     

软X射线投影光刻原理装置的设计

首先介绍了投影光刻技术发展的历程、趋势和软X射线投影光刻技术的特性,其次介绍了软X射线投影光刻原理装置的研制工作.该装置由激光等离子体光源、掠入射椭球聚光镜、透射掩模、镀有多层膜的Schwarzchild微缩投影物镜、涂有光刻胶的硅片及相应的真空系统组成.0.1倍的Schwarzchild微缩投影物镜具有小于0.2μm的分辨率.     

投影式测角仪光学系统的设计

本文介绍了投影式测角仪的光学系统,包括准直瞄准系统;投影读数系统;聚光照明系统。叙述各部分系统的成像关系,并讨论投影物镜的设计要求。     

大时间热响应常数投影物镜超高精度温度控制

为满足高分辨率光刻机控制大时间热响应常数投影物镜温度时响应速度和超高精度的要求,设计了前馈—串级水冷投影物镜温控系统。该系统以物镜为主控对象、冷却循环水为副控对象。针对物镜的慢动态温度变化特征,采用模型预测控制作为外环主控制算法;针对冷却水远传回路的纯时滞特性,采用带Smith预估器的PID控制作为内环副控制算法;为解决光刻机在不同工况下激光光路对物镜温度的严重扰动,引入前馈补偿控制激光热扰动。最后,在不同控制结构和热干扰条件下,进行了模拟物镜温度控制实验。结果显示,物镜温度稳态误差曲线在±0.01 ℃内波动。实验证明该系统极大地提高了物镜的温度收敛速度,具有较强的抗干扰能力,能满足物镜的超高精度温度控制要求。     

大屏幕投影显示光学系统的超薄化设计

针对大屏幕投影显示对成像物镜提出的超短焦、大视场角、超薄化、大相对孔径以及高清晰度等要求,设计了一种新型折反射式超薄投影成像系统。采用TI公司的0.65″数字微反射镜片(DMD)作为空间光调制器,利用非球面反射镜校正畸变并缩短投影距离,然后通过一个折叠反射镜对光路进一步转折来实现超薄化投影显示。系统由5片透射镜片和1片非球面反射镜组成,焦距为2.8mm,F/#为3.5,最小视场角为55°,最大视场角为78.5°,在投影距离为120mm时画面尺寸显示为65.2″。设计结果表明:在像面的Nyquist频率处,95%以上视场的MTF0.6,最大畸变量为0.8TV%,一个像元尺寸内能量集中度在90%以上。为了进一步验证折反射式超薄投影镜头的性能,加工并组装了原理样机。实验结果表明其图像显示效果良好,能够满足超薄化、低成本、小型批量化生产等设计要求。     

掩模位置误差对光刻投影物镜畸变的影响

为使光刻投影物镜满足光刻工艺的要求,研究了掩模位置误差对光刻投影物镜引入的畸变。采用勒让德多项式描述光刻投影物镜的畸变,并应用勒让德多项式对光刻投影物镜进行了畸变分析及畸变补偿。利用以上方法,对一台工作波长为193 nm,数值孔径(NA)为0.75的光刻投影物镜进行了畸变分析。结果显示:当掩模面3个方向的平移公差为1.0μm,绕3个轴的转动公差为0.1 mrad时,光刻投影物镜标定前后的畸变分别为2 113.2 nm和10.0 nm。利用勒让德多项式进行了畸变拟合,获得了多项式中各项系数,并给出掩模面位置误差的畸变敏感度系数;然后利用畸变敏感度系数对掩模面的随机位置误差进行了公差分析和补偿。结果表明,将光刻投影物镜畸变控制在2 nm以内时,掩模面z方向的位置公差为±2.0μm,掩模面与x轴与y轴的倾斜公差分别为±22.3μmad和±55.3μmad。实验结果证明提出的方法适用于对掩模面引入的光刻投影物镜畸变进行有效分析及补偿。     

超声电机直驱的电动物镜控制方法

针对超声电机直接驱动的显微镜物镜为满足系统整体结构紧凑、快速和准确定位的需求,采用小型光电耦合器设计了位置检测传感器,配合遮挡片实现了物镜位置和物镜转换器运动方向的检测。采用传统比例-积分-微分控制(proportion-integral-derivative control,简称PID)和模糊控制提出了并行切换控制策略,将两者结合建立了宏微相融合的预测控制方法,实现了物镜转换器的高精度、快速切换控制。在嵌入式控制系统中实现了所设计的控制算法和策略,并进行了物镜自动切换控制实验。实验结果显示,采用笔者提出的定位结构和控制方法,电动物镜转换器的重复定位误差小于0.015°,定位时间小于3s,满足自动显微镜系统中对电动物镜转换器重复定位精度的要求。     

微型投影仪的照明系统设计

随着LCOS技术的发展,投影仪趋于微型化,而投影系统的分辨力也不断提高,因此对投影仪的光源系统的要求就越来越高,希望得到高强度以及光学扩展量小的光束。对普通的光源系统进行分析和模拟,并且对投影仪系统中经常用到的光学器件例如光管、复眼透镜等进行分析,探讨了在微型投影仪的光源设计中如何选择光源,以及根据选择的光源进行设计。     

LED光源照明微投影仪系统的设计

随着LCOS技术的发展,投影仪趋于微型化,而投影系统的分辨力也不断提高,因此对投影仪的光源系统的要求就越来越高,希望得到高强度以及光学扩展量小的光束。采用两个LED面光源作为投影仪的照明光源,使用包括了与偏振光转换系统耦合的光棒以及照明透镜的FF光学系统,使光源发出的光得到充分的均匀,并尽量地会聚在LCOS上。模拟结果表明,该照明系统达到了所要求的照度,并且整个系统结构简单,非常紧凑。     

数码冲印系统的LCOS驱动设计

针对基于硅基液晶(LCOS)的数码冲印系统,设计了一种LCOS的驱动电路。根据相纸感光乳剂的光密度特性和LCOS的电光特性,用误差最小迭代法算出电路所需的不同电压信号,实现红、绿、蓝三色电光响应曲线的平移、伸缩,使得三条曲线基本一致,从而达到数码冲印系统优化调整要求。     

智能土工布力学性能测试系统的设计与实现

根据国家标准研制了一种智能土工布力学性能测试系统。该系统可以完成对土工布的各种力学性能测试试验，包括务样拉伸、握持拉伸、撕裂、CBR顶破等。通过对试样的实测数据分析，说明系统符合土工布力学能测试要求，具有较好的实用性。介绍了该测试系统的测试原理以及软、硬件设计和实现的关键技术。     

大面积发散太阳模拟器均匀照明方法研究

为实现太阳模拟器的大辐照面积均匀照明,研究了大面积发散太阳模拟器光学系统的设计与仿真。分析了复眼透镜阵列组与发散投影系统工作原理及旁瓣效应产生机理;基于嵌套建模思想,结合多项式拟合方法,得出了氙灯轴上强度分布曲线,并根据氙灯发光能量对称性质,实现了氙灯空间光强分布模拟;结合提出的光学系统设计边界条件与参数,设计了光束整形系统、复眼透镜阵列组和发散投影系统。实验结果表明：当工作距离为20000mm,辐照面直径1500mm范围内,辐照均匀度为92.8%,满足了大面积发散太阳模拟器均匀照明的使用需求。     

A novel smooth impact drive mechanism actuation method with dual-slider for a compact zoom lens system

In this paper, a novel actuation method for a smooth impact drive mechanism that positions dual-slider by a single piezo-element is introduced and applied to a compact zoom lens system. A mode chart that determines the state of the slider at the expansion or shrinkage periods of the piezo-element is presented, and the design guide of a driving input profile is proposed. The motion of dual-slider holding lenses is analyzed at each mode, and proper modes for zoom functions are selected for the purpose of positioning two lenses. Because the proposed actuation method allows independent movement of two lenses by a single piezo-element, the zoom lens system can be designed to be compact. For a feasibility test, a lens system composed of an afocal zoom system and a focusing lens was developed, and the passive auto-focus method was implemented.     

LED和梯度折射率透镜投影系统光路设计

现有的数字光处理投影(DLP)系统采用色轮和中继透镜等元器件,由此导致投影系统结构复杂。针对现有技术的缺陷,本文设计了一种以三色LED作为照明光源,以梯度折射率透镜形成平行光的新型DLP投影系统。和传统的投影系统相比,减少了色轮、中继透镜、反射镜等元器件,简化了光学系统的结构。借助于Tracepro软件进行了模拟与仿真,对光线追迹的结果进行分析,分析得到整个投影系统的光斑均匀性为96.9%。结果表明本设计使投影系统的光路得到了简化,光斑的均匀性也得到了改善。本设计只需要选择合适的投影镜头,就可以消除LED面光源宽度过大对投影光斑的影响。     

基于偏振干涉滤光片的新型LCOS投影系统的研究

在介绍任意形状双通道偏振正交输出双折射晶体的偏振干涉滤光片基础上,讨论了LCOS液晶投影仪分色与合色系统基本结构,设计了分合色为一体的新型光引擎。新型光引擎具有结构简单,成本低,效率高等特点。     

一种大数值孔径小非球面检测用补偿器设计

利用补偿器的补偿法是检测高精度非球面的一种非常重要的方法,它可以利用已广泛实用的Zygo等高精度的数字干涉仪,用补偿法的关键是补偿器的设计.本文介绍了补偿法检测非球面的原理,针对要检测一种大数值孔径小非球面模芯,设计了一种由4片薄球面透镜组成的补偿器,该补偿器由前后两部分组成,前面两片组成一个数值孔径很小的系统,主要用于产生适量的球差,后组两片组成一个数值孔径较大的系统,并与前面的一起满足被测非球面检测的需要.文中对制造、检测及装调等主要误差源引起误差进行了全面分析.用这种补偿器检测相应的非球面,检测精度可达0.05λ,可满足光盘物镜非球面模芯的检测需要.