CN111999867A - 一种紫外双波段曝光镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种紫外双波段曝光镜头，包括前透镜组、光阑以及后透镜组，光阑位于前透镜组及后透镜组之间，前透镜组包括依次设置的第一透镜，第一透镜为双凸透镜；第二透镜，第二透镜为平凸透镜；第三透镜，第三透镜为凹凸透镜；第四透镜，第四透镜为平凹透镜；后透镜组包括依次设置的第五透镜，第五透镜为凹凸透镜；第六透镜，第六透镜为平凸透镜，通过上述设计，本发明紫外双波段曝光镜头能够同时兼容375nm和405nm两个波段的激光光源，并且结构简单、透过率高、畸变低、物像远心度小。

Description

一种紫外双波段曝光镜头
技术领域
本发明涉及光学镜头，尤其是涉及一种微纳光刻用紫外双波段曝光镜头。
背景技术
现有的紫外双远心镜头普遍只能在单一光源的窄波段下工作，如375单波段或405单波段。少数能够做到双波段的镜头，其结构复杂，透镜数目较多，导致镜头的透过率下降。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种能够同时兼容375nm和405nm两个波段的激光光源，并且结构简单、透过率高、畸变低、物像远心度小的紫外双波段曝光镜头。
本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
一种紫外双波段曝光镜头，包括前透镜组、光阑以及后透镜组，所述光阑位于所述前透镜组及所述后透镜组之间，所述前透镜组包括依次设置的第一透镜，所述第一透镜为双凸透镜；第二透镜，所述第二透镜为平凸透镜；第三透镜，所述第三透镜为凹凸透镜；第四透镜，所述第四透镜为平凹透镜；所述后透镜组包括依次设置的第五透镜，所述第五透镜为凹凸透镜；第六透镜，所述第六透镜为平凸透镜。
进一步地，所述前透镜组前为物方，所述后透镜后为像方；或者所述前透镜组前为像方，所述后透镜后为物方。
进一步地，所述第一透镜靠近物方表面的曲率半径大于靠近像方表面的曲率半径。
进一步地，所述第二透镜靠近物方表面为凸面，靠近像方表面为平面。
进一步地，所述第三透镜靠近物方表面为凸面，靠近像方表面为凹面。
进一步地，所述凸面的曲率半径小于所述凹面的曲率半径。
进一步地，所述第四透镜靠近物方表面为平面，靠近像方表面为凹面。
进一步地，所述第五透镜靠近物方表面为凹面，靠近像方表面为凸面。
进一步地，所述凸面的曲率半径小于所述凹面的曲率半径。
进一步地，所述第六透镜靠近物方表面为凸面，靠近像方表面为平面。
相比现有技术，本发明紫外双波段曝光镜头能够同时兼容375nm和405nm两个波段的激光光源，并且结构简单、透过率高、畸变低、物像远心度小。
附图说明
图1为本发明紫外双波段曝光镜头的结构示意图；
图2为图1的紫外双波段曝光镜头的光路示意图；
图3为图1的紫外双波段曝光镜头的光源波长为375nm和405nm的双波段MTF图；
图4为图1的紫外双波段曝光镜头的像方远心度曲线图；
图5为图1的紫外双波段曝光镜头的光源波长为375nm时镜头成像点列图；
图6为图1的紫外双波段曝光镜头的光源波长为405nm时镜头成像点列图；
图7为图1的紫外双波段曝光镜头的光源波长为375nm及405nm时镜头成像点列图；
图8为图1的紫外双波段曝光镜头的场曲图；
图9为图1的紫外双波段曝光镜头的畸变图。
图中：10、前透镜组；11、第一透镜；12、第二透镜；13、第三透镜；14、第四透镜；20、光阑；30、后透镜组；31、第五透镜；32、第六透镜；40、第七透镜；50、镜头保护玻璃。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在另一中间组件，通过中间组件固定。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在另一中间组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在另一中间组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1至图2，本发明一种紫外双波段曝光镜头包括前透镜组10、光阑20、后透镜组30、第七透镜40以及镜头保护玻璃50。
光阑20位于前透镜组10以及后透镜组30之间。物方可以位于前透镜组10前方，像方位于后透镜组30后方，如图1和图2所示。此时第七透镜40位于物方与前透镜组10之间，镜头保护玻璃50位于物方与第七透镜40之间。
若物方位于后透镜组30后方，像方位于前透镜组10前方，透镜设置的顺序不变，透镜180度翻转。以第一透镜11为例，第一透镜11为双凸透镜，物方位于前透镜组10前方，像方位于后透镜组30后方时，第一透镜11靠近物方表面的曲率半径大于靠近像方表面的曲率半径。若物方位于后透镜组30后方，像方位于前透镜组10前方，第一透镜11经过180度翻转后，第一透镜11任然为靠近物方表面的曲率半径大于靠近像方表面的曲率半径。即无论物方位于前透镜组10前，还是后透镜组30后，透镜朝向物方的曲率半径的范围是相同的，相应的，透镜朝向像方的曲率半径的范围是相同的。
前透镜组10包括第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13以及第四透镜14。第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13以及第四透镜14依次设置。第一透镜11为双凸透镜。第一透镜11靠近物方表面的曲率半径大于靠近像方表面的曲率半径。第二透镜12为平凸透镜，第二透镜12靠近物方表面为凸面，靠近像方表面为平面。第三透镜13为凹凸透镜，第三透镜13靠近物方表面为凸面，靠近像方表面为凹面，凸面的曲率半径小于所述凹面的曲率半径。第四透镜14平凹透镜，第四透镜14靠近物方表面为平面，靠近像方表面为凹面。
后透镜组30包括依次设置的第五透镜31以及第六透镜32。第五透镜31为凹凸透镜，第五透镜31靠近物方表面为凹面，靠近像方表面为凸面，凸面的曲率半径小于凹面的曲率半径。第六透镜32为平凸透镜，第六透镜32靠近物方表面为凸面，靠近像方表面为平面。
第七透镜40为保护玻璃，两侧均为平面。镜头保护玻璃50两侧均为平面。
需要说明的是，上述第一透镜11、第二透镜12至第七透镜40的描述，第一、第二等仅是为了区分透镜的命名方式，不代表排列顺序。
较佳的，紫外双波段曝光镜头的曲率半径R的范围如下：
第一透镜11的物侧：220mm<R<270mm，第一透镜11的像侧：80mm<R<115mm；
第二透镜12的物侧：25mm<R<50mm，第二透镜12的像侧：无穷大；
第三透镜13的物侧：20mm<R<40mm，第三透镜13的像侧：70mm<R<95mm；
第四透镜14的物侧：无穷大，第四透镜14的像侧：8mm<R<25mm；
第五透镜31的物侧：28mm<R<35mm，第五透镜31的像侧：17mm<R<27mm；
第六透镜32的物侧：115mm<R<135mm，第六透镜32的像侧：无穷大。
上述透镜使用火石玻璃或冕牌玻璃等材料制成。
下面以具体的实施例进行说明，所述曝光镜头的各项参数了如下表：
Figure BDA0002644037320000061
Figure BDA0002644037320000071
对上述紫外双波段曝光镜头进行光学检测，如图3所示，是紫外双波段曝光镜头的光源波长为375nm和405nm的双波段MTF图，其表示曝光镜头的传递函数，由图3可知，其达到衍射极限。
图4为紫外双波段曝光镜头的像方远心度曲线图，横坐标表示视场，纵坐标表示远心度，从图中可以得出，曝光镜头的像方中心的远心度曲线在0.2mrad以内，具有非常好的远心度。图5紫外双波段曝光镜头光源波长为375nm时镜头成像点列图。图6为紫外双波段曝光镜头的光源波长为405nm时镜头成像点列图。图7为紫外双波段曝光镜头的光源波长为375nm及405nm时镜头成像点列图。图8为紫外双波段曝光镜头的场曲图，从图中可以看出，场曲像差小。图9为紫外双波段曝光镜头的畸变图，图中横坐标表示畸变大小，纵坐标表示视场的变化，从图中可以看出，畸变为十万分之一及十万分之二，因此畸变小。
通过上述具体实施例，可以知晓，本发明紫外双波段曝光镜头能够同时兼容375nm和405nm两个波段的激光光源，并且结构简单、透过率高、畸变低、物像远心度小。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进演变，都是依据本发明实质技术对以上实施例做的等同修饰与演变，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种紫外双波段曝光镜头，包括前透镜组、光阑以及后透镜组，所述光阑位于所述前透镜组及所述后透镜组之间，其特征在于：所述前透镜组包括依次设置的第一透镜，所述第一透镜为双凸透镜；第二透镜，所述第二透镜为平凸透镜；第三透镜，所述第三透镜为凹凸透镜；第四透镜，所述第四透镜为平凹透镜；所述后透镜组包括依次设置的第五透镜，所述第五透镜为凹凸透镜；第六透镜，所述第六透镜为平凸透镜。
2.根据权利要求1所述的紫外双波段曝光镜头，其特征在于：所述前透镜组前为物方，所述后透镜后为像方；或者所述前透镜组前为像方，所述后透镜后为物方。
3.根据权利要求2所述的紫外双波段曝光镜头，其特征在于：所述第一透镜靠近物方表面的曲率半径大于靠近像方表面的曲率半径。
4.根据权利要求2所述的紫外双波段曝光镜头，其特征在于：所述第二透镜靠近物方表面为凸面，靠近像方表面为平面。
5.根据权利要求2所述的紫外双波段曝光镜头，其特征在于：所述第三透镜靠近物方表面为凸面，靠近像方表面为凹面。
6.根据权利要求5所述的紫外双波段曝光镜头，其特征在于：所述凸面的曲率半径小于所述凹面的曲率半径。
7.根据权利要求2所述的紫外双波段曝光镜头，其特征在于：所述第四透镜靠近物方表面为平面，靠近像方表面为凹面。
8.根据权利要求2所述的紫外双波段曝光镜头，其特征在于：所述第五透镜靠近物方表面为凹面，靠近像方表面为凸面。
9.根据权利要求8所述的紫外双波段曝光镜头，其特征在于：所述凸面的曲率半径小于所述凹面的曲率半径。
10.根据权利要求2所述的紫外双波段曝光镜头，其特征在于：所述第六透镜靠近物方表面为凸面，靠近像方表面为平面。
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