CN114217451B

CN114217451B - 透镜系统

Info

Publication number: CN114217451B
Application number: CN202111514959.3A
Authority: CN
Inventors: 罗先刚; 袁理; 孔维杰; 刘玲; 刘凯鹏; 高平
Original assignee: Institute of Optics and Electronics of CAS
Current assignee: Institute of Optics and Electronics of CAS
Priority date: 2021-12-10
Filing date: 2021-12-10
Publication date: 2023-06-13
Anticipated expiration: 2041-12-10
Also published as: CN114217451A

Abstract

本发明提供一种透镜系统，涉及光学测量仪器技术领域。该透镜系统设置于椭偏仪上，包括：会聚镜组和恢复镜组，其中，椭偏仪具有发射测量臂和接收测量臂，会聚镜组设置于发射测量臂的输出光路上，恢复镜组设置于接收测量臂的输入光路上；发射测量臂用于产生入射平行光束，会聚镜组用于将入射平行光束会聚，会聚后的光束经过被测样品反射后形成发散光束，恢复镜组用于将发散光束恢复为出射平行光束，接收测量臂用于接收出射平行光束。本发明可在300nm～700nm光谱范围内、在±1.8度视场范围内，将椭偏仪测量光束的直径减小到0.015mm～0.05mm，从而提高测量分辨率。

Description

透镜系统

技术领域

本发明涉及光学测量仪器技术领域，尤其涉及一种透镜系统。

背景技术

椭偏仪是一种用于测量薄膜的厚度、折射率、消光系数等参数的光学测量设备。椭偏仪的一个重要参数是测量光束的直径，测量光束的直径决定了椭偏仪的测量分辨率。测量光束的直径越小，测量分辨率就越高；测量光束的直径越大，测量分辨率就越低。当椭偏仪的测量光束照射在薄膜样品上时，会在样品上形成一个光斑，测量光束直径越大，光斑就越大，测量光束直径越小，光斑就越小。椭偏仪不能对光斑区域进行细分测量，只能对光斑区域进行整体上的测量，椭偏仪的测量结果是整个光斑区域的平均值。也即，椭偏仪不能测量比光斑更小的区域。

因此，如果想要提高椭偏仪的测量分辨率，通过测量薄膜样品上更小的区域来反映薄膜样品上更细微的变化，就需要减小薄膜样品上光斑的尺寸，从而也就需要减小测量光束的直径。

目前，椭偏仪的标准测量光束的直径为4mm左右，椭偏仪生产厂家一般可以提供用于减小测量光束直径的聚光透镜，但即使使用了这种聚光透镜，测量光束的直径也只能缩小到0.2mm(也即被测样品处的光束直径)而无法进一步缩小。

发明内容

为进一步缩小椭偏仪的测量光束直径以提高测量薄膜的分辨率，本发明提供了一种透镜系统。

本发明提供了一种透镜系统，设置于椭偏仪上，包括：会聚镜组和恢复镜组，其中，椭偏仪具有发射测量臂和接收测量臂，会聚镜组设置于发射测量臂的输出光路上，恢复镜组设置于接收测量臂的输入光路上；发射测量臂用于产生入射平行光束，会聚镜组用于将入射平行光束会聚，会聚后的光束经过被测样品反射后形成发散光束，恢复镜组用于将发散光束恢复为出射平行光束，接收测量臂用于接收出射平行光束。

进一步地，被测样品的待测表面布置于透镜系统的光束会聚点所在的水平面上，会聚镜组和恢复镜组关于透镜系统的光束会聚点所在的垂直平面对称设置。

进一步地，光束会聚点处会聚后的光束直径为0.015mm～0.05mm，会聚镜组和恢复镜组的焦距均为25mm～40mm。

进一步地，会聚镜组和恢复镜组均包括2～3片透镜。

进一步地，会聚镜组沿光束传播方向依次包括正透镜和负透镜，恢复镜组沿光束传播方向依次包括负透镜和正透镜；或者，会聚镜组沿光束传播方向包括依次设置的正透镜、负透镜和正透镜，恢复镜组沿光束传播方向包括依次设置的正透镜、负透镜和正透镜。

进一步地，正透镜的厚度为1.5mm～3mm，负透镜的厚度为1mm～2.5mm，会聚镜组和恢复镜组中相邻透镜之间的间距为0.2mm～0.6mm。

进一步地，会聚镜组和恢复镜组的镜片材料均包括氟化钙、氟化镁、熔石英和蓝宝石。

进一步地，正透镜的材料为氟化钙或氟化镁，负透镜的材料为熔石英或蓝宝石。

进一步地，透镜系统的孔径光阑设置在沿光束传播方向的第1片透镜的前表面，入瞳直径为5mm～7mm。

进一步地，发射测量臂沿光束传播方向依次包括光源、起偏器和相位调节器，接收测量臂沿光束传播方向依次包括检偏器和光电探测器。

本发明的另一方面提供了一种椭偏仪，其被配置为包括上述透镜系统。

与现有技术相比，本发明提供的透镜系统，至少具有以下有益效果：

(1)透镜系统采用氟化钙、氟化镁、熔石英和蓝宝石4种光学材料，均可跨越紫外光波段和可见光波段，在300nm～700nm光谱范围内具有较高的透过率，实现测量薄膜的分辨率优于0.05mm。

(2)透镜系统通过正负透镜组合消除了色差，正负透镜组合也消除了球差，从而实现了在300nm～700nm光谱范围内对球差和色差的校正。

(3)透镜系统可以将4mm直径的标准测量光束全部接收，还留有一定的装调余量。

(4)透镜系统采用对称结构，会聚镜组和恢复镜组相互对称，两者产生的偏振像差的绝对值相同且符号相反，正好可以完全抵消，整个透镜系统不产生偏振像差，也不改变光的偏振状态。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示意性示出了根据本发明实施例的透镜系统的原理图；

图2示意性示出了椭偏仪的原始测量光路图；

图3示意性示出了根据本发明实施例的加入透镜系统的椭偏仪测量光路图；

图4示意性示出了根据本发明实施例的测量光束的最小直径结果图；

图5示意性示出了根据本发明实施例的测量光束的最大直径结果图。

【附图标记说明】

1-光源；2-起偏器；3-相位调节器；4-会聚镜组；5-被测样品；6-恢复镜组；7-检偏器；8-光电探测器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。显然，所描述的实施例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。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

图1示意性示出了根据本发明实施例的透镜系统的原理图。参阅图1，左边为前，右边为后，光束传播方向为从左向右。该透镜系统包括会聚镜组4和恢复镜组6。透镜系统的入射光和出射光均为平行光。会聚镜组4可以将入射的平行光束会聚，恢复镜组6将会聚后的发散光恢复为平行光。

在会聚镜组4和恢复镜组6中间有一个光束会聚点，该透镜系统的光束会聚点所在的垂直平面是会聚镜组4和恢复镜组6的对称平面。由此，该透镜系统可以将入射的平行光束经过转换后恢复为平行光束出射。

图2示意性示出了椭偏仪的原始测量光路图。参阅图2，椭偏仪的原始测量光路可以包括发射测量臂与接收测量臂。具体地，被测样品5水平设置，发射测量臂与接收测量臂关于被测样品5表面的法线方向所在平面对称布置。发射测量臂与该法向方向的夹角即为入射角。光源1放置于发射测量臂中，并使其产生的光束投射到被测样品(主要是薄膜样品)上。沿被测样品5的入射光传播方向，发射测量臂依次包括光源1、起偏器2和相位调节器3。沿被测样品5的反射光传播方向，接收测量臂依次包括检偏器7和光电探测器8。其中，起偏器2和检偏器7实质上包括偏振片，偏振片的作用是将任意光束转变为线偏振光。

由此可见，在椭偏仪的原始测量光路上，光源1产生的光束经过起偏器2转换为线偏振光，再经由相位调节器3对该线偏振光进行相位调制，以入射至被测样品表面。经过被测样品反射后，光束的偏振状态会发生改变，改变后的光束通过检偏器7进行检偏后，再通过光电探测器8接收以测量相应的光学参数，该光学参数例如可以包括p光的反射系数r_p和s光的反射系数r_s的比值r_p/r_s，从而能够计算出薄膜的厚度、折射率、消光系数等参数。

在此基础上，图3示意性示出了根据本发明实施例的加入透镜系统的椭偏仪测量光路图。参阅图3，本发明实施例提供了一种设置于椭偏仪上的透镜系统，可以进一步缩小椭偏仪的测量光束直径以提高测量薄膜的分辨率。

具体地，本发明实施例提供的透镜系统设置于椭偏仪上，该透镜系统包括会聚镜组4和恢复镜组6。其中，椭偏仪具有设置于被测样品5两侧的发射测量臂和接收测量臂，会聚镜组4设置于发射测量臂的输出光路上，恢复镜组6设置于接收测量臂的输入光路上。发射测量臂用于产生入射平行光束，会聚镜组4用于将入射平行光束会聚，会聚后的光束经过被测样品反射后形成发散光束，恢复镜组6用于将发散光束恢复为出射平行光束，接收测量臂用于接收出射平行光束。

本发明实施例中，透镜系统的孔径光阑设置在沿光束传播方向的第1片透镜的前表面，入瞳直径为5mm～7mm，由此可以将4mm直径的标准测量光束全部接收，还留有一定的装调余量。

本发明实施例中，透镜系统共有4～6片透镜，包括会聚镜组4和恢复镜组6，会聚镜组4和恢复镜组6各自包括2～3片透镜，例如图1与图3均显示为2片透镜。

本发明实施例中，被测样品的待测表面布置于透镜系统的光束会聚点所在的水平面上，会聚镜组4和恢复镜组6关于透镜系统的光束会聚点所在的垂直平面对称设置。由此，会聚镜组4和恢复镜组6呈对称结构。会聚镜组4和恢复镜组6的对称设置，不仅能够确保出射光为平行光，而且使会聚镜组4和恢复镜组6产生的偏振像差的绝对值相同且符号相反，正好可以完全抵消，整个透镜系统不产生偏振像差，不改变光的偏振状态。

本发明实施例中，光束会聚点处会聚后的光束直径为0.015mm～0.05mm，会聚镜组4和恢复镜组6的焦距均为25mm～40mm，焦距在此范围内确保了光束会聚点与会聚镜组4的后表面的距离大约为20.5mm～32.3mm。

由此，加入透镜系统的椭偏仪测量光路，将会聚镜组4安装在椭偏仪的发射测量臂上，使会聚镜组4将发射测量臂发出的测量平行光束会聚至被测样品5的表面，并将椭偏仪的测量光束直径缩小至0.015mm～0.05mm。也即，在300nm～700nm光谱范围内实现测量薄膜的分辨率优于0.05mm。将恢复镜组6安装在椭偏仪的接收测量臂上，使恢复镜组6将被测样品5表面反射的发散光恢复为平行光束，由接收测量臂接收后进行分析计算。

优选地，在安装时需控制透镜系统的光束会聚点正好位于被测样品5的待测表面上，以得到最小的测量光斑。

继续参阅图3，当会聚镜组4包括两片透镜时，会聚镜组4沿光束传播方向依次包括正透镜和负透镜。当会聚镜组4包括三片透镜时，会聚镜组4沿光束传播方向包括依次设置的正透镜、负透镜和正透镜。

进一步地，正透镜的厚度为1.5mm～3mm，负透镜的厚度为1mm～2.5mm，会聚镜组4和恢复镜组6中相邻透镜之间的间距为0.2mm～0.6mm。恢复镜组6与会聚镜组4对称设置，例如，与前述会聚镜组4的设置对应地，恢复镜组6沿光束传播方向依次包括负透镜和正透镜或者恢复镜组6沿光束传播方向包括依次设置的正透镜、负透镜和正透镜，其中包含的正透镜和负透镜的前后设置、厚度或间距设置在此不再赘述。

本发明实施例中，会聚镜组4和恢复镜组6的镜片材料均包括氟化钙、氟化镁、熔石英和蓝宝石。由此，本发明中透镜系统的镜片材料需要在300nm～700nm光谱范围内有较高的透过率，氟化钙、氟化镁、熔石英和蓝宝石均可满足此要求。具体来说，氟化钙的透过波段为130nm～10μm，氟化镁的透过波段为150nm～6.5μm，熔石英的透过波段为185nm～3μm，蓝宝石的透过波段为140nm～6μm，均可跨越紫外光波段和可见光波段，在300nm～700nm光谱范围内有较高的透过率。

进一步地，正透镜的材料为阿贝数较高的材料，可选择氟化钙或者氟化镁。其中，氟化钙和氟化镁的阿贝数分别为95和106。负透镜的材料为阿贝数较低的材料，可选择熔石英或者蓝宝石。其中，熔石英和蓝宝石的阿贝数分别为68和72。由此，通过正负透镜组合消除了色差。另外，由于正透镜产生负球差，负透镜产生正球差，正负透镜组合也消除了球差。从而实现了在300nm～700nm光谱范围内对球差和色差的校正。

另外，由于氟化钙(或氟化镁)和熔石英(或蓝宝石)的热膨胀系数相差较大，两者不能胶合，所以本发明未采用胶合的结构，而采用透镜分离的结构，减小了温度变化的影响。

本实施例的透镜系统包含会聚镜组和恢复镜组，由于会聚镜组和恢复镜组对称设置，只要设计完成会聚镜组，也就同时得到恢复镜组，进而能够得到整个透镜系统。

本发明还提供了包括上述透镜系统的椭偏仪，其能实现相对较高分辨率的测量。

以下分别以会聚镜组含2片透镜或者3片透镜的结构形式，进一步具体说明本发明的透镜系统的设计方法。

(1)含2片透镜的会聚镜组

首先选择2种透镜材料，第1种材料选择氟化钙或者氟化镁，第2种材料选择熔石英或者蓝宝石。材料选定后，可以得到材料的折射率n₁、n₂以及阿贝数ν₁、ν₂。根据对透镜系统的色差要求，确定色差特性参数

的值，透镜系统要求校正色差，所以/>

值一般取0或者较小的值。根据下式(1)和(2)，求解2片透镜的规化光焦度/>

和/>

再根据下式(3)、(4)和(5)，求出A、B、C：

再根据下式(6)、(7)和(8)，求出Q₀、P₀、W₀：

根据对透镜系统单色像差的要求，可以求出像差特性参数P^∞和W^∞，本发明的透镜系统主要要求校正球差。将求出的P^∞和W^∞代入下式(9)和(10)，可以求出会聚镜组的形状系数Q的值：

P^∞＝P₀+A(Q-Q₀)2 (9)

根据下式(11)、(12)和(13)，求出4个规化曲率半径值r1、r2、r3、r4：

/>

会聚镜组的焦距f′可取25mm～40mm，将规化曲率半径r₁、r₂、r₃、r₄分别乘以焦距值f′，得到最终的4个曲率半径值。

对于厚度和间距，第1片透镜的厚度可取1.5mm～3mm，第2片透镜的厚度可取1mm～2.5mm，2片透镜之间的间距可取0.2mm～0.6mm。孔径光阑设计在第1片透镜的前表面上，入瞳直径可取5mm～7mm。由此，该入瞳直径大于标准测量光束的直径4mm，可以接收全部的标准测量光束。

以上就得到了含2片透镜的会聚镜组的初始结构，将初始结构通过光学设计软件作适当优化，可以得到最终的透镜系统设计结果。

(2)含3片透镜的会聚镜组

含3片透镜的会聚镜组的初始结构，可以参照含2片透镜的会聚镜组得到。以2片透镜的会聚镜组的最后1个折射面为对称面，将2片透镜会聚镜组进行翻折，得到一个4片透镜的镜组。将该镜组中间的2片负透镜融合成1片负透镜，融合后中间的2个折射面消失，两边的2个折射面不变，融合后的负透镜的厚度取为1mm～2.5mm。

以上得到了含3片透镜的会聚镜组的初始结构，将初始结构通过光学设计软件作适当优化，可以得到最终的透镜系统设计结果。

基于上述设计程序，图4示意性示出了根据本发明实施例的测量光束的最小直径结果图。图5示意性示出了根据本发明实施例的测量光束的最大直径结果图。

图4和图5分别显示了在300nm～700nm光谱范围内，当直径为4mm的标准测量光束入射时，在本发明请求保护范围内的2个不同透镜系统的测量光束直径，也即被测样品处的光束直径。其中，图4所示的透镜系统在±1.8度视场内的最大测量光束直径为0.0151mm，图5所示的透镜系统在±1.8度视场内的最大测量光束直径为0.0490mm。

由此可见，在±1.8度视场范围内，本发明的最大测量光束直径为0.015mm～0.05mm，能够满足测量光束直径小于0.05mm的要求。另外，在装调透镜系统的时候，不需要严格保证入射光位于0度视场，只要位于±1.8度视场范围内，就能满足测量光束的直径要求，大大降低了透镜系统的装调难度。

为了体现透镜系统的高分辨率测量效果，以下以会聚镜组和恢复镜组均含2片透镜，即整个透镜系统含4片透镜的情况，说明一具体实施例的光学设置参数或测量参数。

透镜系统共有8个折射面，从左向右依次为第1个折射面、第2个折射面、……、第8个折射面。

其中，第1个折射面之前为空气，第1个折射面的曲率半径为13.251632mm(在8.0mm～13.3mm均可)。第1个折射面和第2个折射面之间的镜片(即会聚镜组的正透镜)材料为氟化钙(或氟化镁)，距离为2mm(在1.5mm～3mm均可)。

第2个折射面的曲率半径为-8.738347mm(在-8.8mm～-5.5mm均可)。第2个折射面和第3个折射面之间为空气(即会聚镜组中正透镜与负透镜之间的间隙)，距离为0.5mm(在0.2mm～0.6mm均可)。

第3个折射面的曲率半径为-8.049301mm(在-8.1mm～-5.3mm均可)。第3个折射面和第4个折射面之间的镜片(即会聚镜组的负透镜)材料为熔石英(或蓝宝石)，距离为1.5mm(在1mm～2.5mm均可)。

第4个折射面的曲率半径为-809.312572mm(在-809.4mm～91.7mm均可)。第4个折射面和第5个折射面之间为空气，距离为61.265162mm(在57.3mm～62.3mm均可)。

第5个折射面的曲率半径为809.312572mm(在-91.7mm～809.4mm均可)。第5个折射面和第6个折射面之间的镜片(即恢复镜组的负透镜)材料为熔石英(或蓝宝石)，距离为1.5mm(在1mm～2.5mm均可)。

第6个折射面的曲率半径为8.049301mm(在5.3mm～8.1mm均可)。第6个折射面和第7个折射面之间为空气(即恢复镜组的负透镜与正透镜之间的间隙)，距离为0.5mm(在0.2mm～0.6mm均可)。

第7个折射面的曲率半径为8.738347mm(在5.5mm～8.8mm均可)。第7个折射面和第8个折射面之间的镜片(即恢复镜组的正透镜)材料为氟化钙(或氟化镁)，距离为2mm(在1.5mm～3mm均可)。

第8个折射面的曲率半径为-13.251632mm(在-13.3mm～-8.0mm均可)。第8个折射面之后为空气。

最终经过试验测得，透镜系统的前表面到待测样品上的光斑的距离为24.6mm～37.7mm，满足不大于38mm的要求，能够保证测量臂端面与待测样品上的光斑的距离为固定值43mm，还可以预留机械安装部分的长度不小于5mm。会聚镜组的后表面到待测样品上的光斑的距离为20.5mm～32.3mm，满足不小于20mm的要求，便于待测样品的放置和拿取。

此外，该透镜系统将安装到椭偏仪的测量臂上，由于测量臂处于悬空状态，所以透镜系统的重量不能太重，防止将测量臂压弯变形而影响测量精度。经过分析计算，要求发射测量臂上和接收测量臂上安装的镜片分别不能超过3片，即透镜系统包含4片或者6片透镜，以满足重量要求。

综上所述，本发明实施例提供的透镜系统，以氟化钙、氟化镁、熔石英和蓝宝石作为光学材料，采用4片或者6片透镜的非胶合对称结构，可在300nm～700nm光谱范围内、在±1.8度视场范围内，将椭偏仪测量光束的直径从4mm减小到0.015mm～0.05mm，并且可将出射光束恢复为初始的平行光，以实现与后面光学系统的衔接。另外，透镜系统采用对称的结构，可完全抵消掉偏振像差，不改变光的偏振状态，不影响椭偏仪的测量精度。

基于同一发明构思，本公开实施例的另一方面提供了一种椭偏仪，其被配置为包括前述透镜系统。该椭偏仪例如可以为图3的椭偏仪。此外，本领域技术人员可以理解，图3中示出的椭偏仪结构并不构成对本实施例的椭偏仪的具体限定，可以包括比图示更多或更少的元器件，或者组合某些元器件，或者选用不同的元器件布置，只要是包括前述透镜系统的椭偏仪，均应包含在本发明的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。可能导致本发明的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。并且图中各部件的形状、尺寸、位置关系不反映真实大小、比例和实际位置关系。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。

类似地，为了精简本发明并帮助理解各个公开方面中的一个或多个，在上面对本发明示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分到单个实施例、图或者对其描述中。参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或者多个实施例或示例中以合适的方式结合。

此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种透镜系统，设置于椭偏仪上，其特征在于，包括：

会聚镜组和恢复镜组，其中，所述椭偏仪具有发射测量臂和接收测量臂，所述会聚镜组设置于所述发射测量臂的输出光路上，所述恢复镜组设置于所述接收测量臂的输入光路上；

所述发射测量臂用于产生入射平行光束，所述会聚镜组用于将所述入射平行光束会聚，会聚后的光束经过被测样品反射后形成发散光束，所述恢复镜组用于将所述发散光束恢复为出射平行光束，所述接收测量臂用于接收所述出射平行光束；

所述会聚镜组沿光束传播方向依次包括正透镜和负透镜，所述恢复镜组沿光束传播方向依次包括负透镜和正透镜；或者，所述会聚镜组沿光束传播方向包括依次设置的正透镜、负透镜和正透镜，所述恢复镜组沿光束传播方向包括依次设置的正透镜、负透镜和正透镜；

其中，所述正透镜的厚度为1.5mm～3mm，所述负透镜的厚度为1mm～2.5mm，会聚镜组和恢复镜组中相邻透镜之间的间距均为0.2mm～0.6mm；

所述光束会聚点处会聚后的光束直径为0.015mm～0.05mm，所述会聚镜组和恢复镜组的焦距均为25mm～40mm。

2.根据权利要求1所述的透镜系统，其中，所述被测样品的待测表面布置于所述透镜系统的光束会聚点所在的水平面上，所述会聚镜组和恢复镜组关于所述透镜系统的光束会聚点所在的垂直平面对称设置。

3.根据权利要求1所述的透镜系统，其中，所述会聚镜组和恢复镜组均包括2～3片透镜。

4.根据权利要求1所述的透镜系统，其中，所述会聚镜组和恢复镜组的镜片材料均包括氟化钙、氟化镁、熔石英和蓝宝石。

5.根据权利要求1所述的透镜系统，其中，所述正透镜的材料为氟化钙或氟化镁，所述负透镜的材料为熔石英或蓝宝石。

6.根据权利要求1所述的透镜系统，其中，所述透镜系统的孔径光阑设置在沿光束传播方向的第1片透镜的前表面，入瞳直径为5mm～7mm。

7.根据权利要求1所述的透镜系统，其中，所述发射测量臂沿光束传播方向依次包括光源、起偏器和相位调节器，所述接收测量臂沿光束传播方向依次包括检偏器和光电探测器。

8.一种椭偏仪，其特征在于，其被配置为包括权利要求1至7中任一项所述的透镜系统。