CN207894805U - 光路传输换向装置及光学性能参数检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光路传输换向装置，包括输入光筒、换向筒、光学支架、第一输出光筒、第二输出光筒、顶板以及底板，所述换向筒为部分中空的筒体，所述换向筒固定安装在所述底板上，所述光学支架安装在所述换向筒的内部，所述光学支架上固定安装有反射镜，所述换向筒的周围设有分别与所述输入光筒、所述第一输出光筒以及所述第二输出光筒相连接的多个侧板，所述顶板安装在所述换向筒的顶部，所述顶板上设有能够使所述换向筒转动的转盘，所述顶板上还设有限位机构，并且所述限位机构能够将所述光学支架限位于第一状态或不同于所述第一状态的第二状态。本实用新型还提供了一种包括上述光路传输换向装置的光学性能参数检测系统。

Description

光路传输换向装置及光学性能参数检测系统

技术领域

本实用新型涉及激光技术领域，特别是涉及一种光路传输换向装置及光学性能参数检测系统。

背景技术

光刻机主要由投影物镜、照明系统、掩模台、工件台、光源等主要部件组成，投影式光刻机光源波长涵盖很广，包括紫外g线、i线、远紫外线、深紫外线、极紫外线等，目前市场上应用最广泛的是193nm(ArF)投影光学光刻机。其中的光源模块通常是与整机独立分开的，可以单独自成系统，从光源到光刻机主机通常是经由一定路径的传输光路连通。为避免激光在传输过程中与空气发生反应，通常会将整个传输路径做封闭处理，并且通入氮气，在封闭路径内保持微正压，使得空气不能进入光路部分，起到隔离激光与空气的作用。光路传输装置主要由折光点和管道组成，折光点通常内部为一个45°的反光镜，可将光传导方向转折90°，管道主要是封闭激光传播路径。折光元件与管道连接处均设有密封元件，防止氮气泄漏，同时保持密闭光路内微正压。

同样，在常规的光学性能参数的检测以及光源性能参数检测等领域，激光器光源也都是不可缺少的组件，目前，激光器已形成独立的产品，在很多情况下都不会与整机集成在一起，而是分立安装，这样不可避免地会用到光路传输装置。通常情况下激光器到光刻机或是光学检测设备的传输光路都会做成固定的专用光路，即一台激光器供一台光刻或检测设备使用，但当一台激光器需要供两台设备交替使用时，由于这些设备体积质量非常大，不便搬运，此时就需要一种光路换向装置，可以根据使用需求切换激光到不同的设备上。这种应用场合一般在半导体工厂生产线上不会出现，但在设备研发和光学检测中会出现，在此种应用场合，建立一台激光器对一台光刻或实验设备的专用光路，就会多使用一台激光器，由此也会多使用一些空间以及气源、能源等资源，增加成本。

实用新型内容

本实用新型的目的是至少解决上述缺陷与不足之一，该目的是通过以下技术方案实现的。

本实用新型提供了一种光路传输换向装置，包括输入光筒、换向筒、光学支架、第一输出光筒、第二输出光筒、顶板以及底板，所述换向筒为部分中空的筒体，所述换向筒固定安装在所述底板上，所述光学支架安装在所述换向筒的内部，所述光学支架上固定安装有反射镜，所述换向筒的周围设有分别与所述输入光筒、所述第一输出光筒以及所述第二输出光筒相连接的多个侧板，所述顶板安装在所述换向筒的顶部，所述顶板上设有能够使所述换向筒转动的转盘，所述顶板上还设有限位机构，并且，所述限位机构能够将所述光学支架限位于第一状态或不同于所述第一状态的第二状态，在所述光学支架的所述第一状态，光线经由所述第一输出光筒输出，在所述光学支架的所述第二状态，光线经由所述第二输出光筒输出。

进一步地，所述第一输出光筒的中心轴线和所述第二输出光筒的中心轴线重合，所述输入光筒的中心轴线与所述第一输出光筒的中心轴线和所述第二输出光筒的中心轴线垂直。

进一步地，所述多个侧板包括与所述输入光筒连接的输入侧板、与所述第一输出光筒连接的第一侧板以及与所述第二输出光筒连接的第二侧板，所述第一侧板与所述第二侧板对称地安装在所述输入侧板的两侧，所述多个侧板将所述换向筒包围封闭。

进一步地，所述光学支架与所述底板垂直，所述反射镜通过压环固定在所述光学支架上。

进一步地，所述光学支架与所述换向筒通过拉簧固定连接。

进一步地，所述光学支架上设有调节螺杆，用于对所述光学支架进行调整。

进一步地，所述限位机构包括第一弹簧销和第二弹簧销，所述第一弹簧销进入所述换向筒的销孔时将所述光学支架限位于所述第一状态，所述第二弹簧销进入所述换向筒的所述销孔时将所述光学支架限位于所述第二状态。

进一步地，所述转盘通过螺栓与所述换向筒固定连接。

进一步地，所述换向筒的边缘设有密封条。

本实用新型还提供了一种光学性能参数检测系统，所述光学性能参数检测系统包括激光器光源和上述光路传输换向装置，所述光路传输换向装置能够将从所述输入光筒输入的所述激光器光源的光线经由所述第一输出光筒或所述第二输出光筒切换到不同的光学检测设备。

本实用新型的优点如下：

(1)本实用新型无需更换和拆卸零部件，即可在两台交替使用激光器的设备光路间进行快速切换，实现一台光源多用。

(2)本实用新型的切换过程不会引入外界空气和杂质，能够始终保持密闭光路中的保护气体的压强，保压性能良好。

(3)本实用新型能够节省能源、气源、空间等消耗并提高设备利用率。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型实施例提供的光路传输换向装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的光路传输换向装置的内部示意图。

图3为本实用新型实施例提供的光路传输换向装置的移除部分零件后的结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的光路传输换向装置的另一方向结构示意图。

图5为本实用新型实施例提供的光路传输换向装置的另一方向结构示意图。

图6为本实用新型实施例提供的光路传输换向装置的剖视图。

图中附图标记如下：

1-换向筒 2-光学支架

3-反射镜 4-输入光筒

5-第一输出光筒 6-第一输出光筒

7-顶板 8-底板

10-拉簧 11-密封条

12-拉簧孔 21-调节螺杆

22-拉簧孔 71-转盘

72-螺栓 731-第一弹簧销

732-第二弹簧销 741-第一弹簧按钮

742-第二弹簧按钮 81-安装孔

91-输入侧板 92-第一输出侧板

93-第二输出侧板

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1至图6示出了根据本实用新型的实施方式提供的光路传输换向装置的结构示意图。如图1至图6所示，本装置包括输入光筒4、换向筒1、光学支架 2、第一输出光筒5、第二输出光筒6、顶板7以及底板8，本装置中的光路传输通道为封闭的，填充了惰性气体或者干燥空气。

换向筒1是圆柱形可转动的中空结构，固定安装在底板8上，其内部设置有光学支架2，光学支架2竖直地安装在底板8上，光学支架2上固定安装有反射镜3，反射镜3通过压环固定在光学支架2上。反射镜3为平面反射镜或曲面反射镜。

光学支架2设置有三个拉伸弹簧孔22，换向筒1上设置有对应的三个拉伸弹簧孔12，将光学支架2通过3个拉簧10与换向筒1的内表面压紧固定。如图6所示，光学支架2紧贴在换向筒1内表面较平的一面，并且与内表面有一定距离，通过拉簧10将二者连接。

如图3和5所示，光学支架2上还设有调节螺杆21，用于对光学支架2的俯仰、摆动、距离进行调整，从而对反射光路进行微调，调节螺杆21穿过换向筒1上的孔与光学支架2连接。本实施例中，光学支架2上设置的调节螺杆21 数量为3个。

具体实施中，拉簧10的数量和调节螺杆21的数量均可根据实际情况设置，本实用新型不具体限定。

激光光束射入输入光筒4中，入射光线经反射镜3反射后，由第一输出光筒5或第二输出光筒6出射。第一输出光筒5和第二输出光筒6相对于输入光筒4呈镜像对称设置，第一输出光筒5的中心轴线和第二输出光筒6的中心轴线重合，输入光筒4的中心轴线与第一输出光筒5和第二输出光筒6的中心轴线垂直，输入光筒4与第一输出光筒5和第二输出光筒6构成T形状。将本装置的主体结构对称设置，提高了加工的便利性，对称组件结构相同，一定程度提升了组件的互换性。

如图1和4所示，换向筒1的周围设有分别与输入光筒4、第一输出光筒5 以及第二输出光筒6相连接的多个侧板，所述多个侧板包括与输入光筒4连接的输入侧板91、与第一输出光筒5连接的第一侧板92以及与第二输出光筒6 连接的第二侧板93，第一侧板92与第二侧板93对称地安装在输入侧板91的两侧，在换向筒1内部中空结构的边缘粘贴一圈密封条11与外围的侧板形成闭合的密封，使得输入光筒4、第一输出光筒5以及第二输出光筒6与换向筒1 密封相连，不会因为光路转换而引入外界空气和杂质，始终保持密闭光路中的微正压。

换向筒1的上部设置有顶板7，顶板7上设有转盘71，转盘71通过螺栓 72与换向筒1连接，转盘71转动时带动换向筒1转动，同时带动光学支架2 转动，实现光路换向。

顶板7上还设有限位机构，本实施例中限位机构为弹簧销，弹簧销上连接有弹簧按钮，弹簧按钮可以上拉控制弹簧销的高度，用于确定光学支架2的旋转位置和角度，同时换向筒1的上表面设有与弹簧销相配合的销孔。弹簧销设有2个，分别为第一弹簧销731和第二弹簧销732，使得光学支架2正好处于第一状态或第二状态。相应地，第一弹簧销731和第一弹簧按钮741配合，第二弹簧销732和第二弹簧按钮742配合。

当光学支架2处于第一状态时，第一弹簧销731正好落入换向筒1上表面的销孔中，此时，反射镜3面向第一输出光筒5，反射镜3的镜面方向相对于第一输出光筒5的中心轴线成45°或135°夹角，光线经由第一输出光筒5输出；当光学支架2处于第二状态时，第二弹簧销732正好落入换向筒1上表面的销孔中，此时，反射镜面向第二输出光筒6，反射镜3的镜面方向相对于第二输出光筒6的中心轴线成45°或135°夹角，光线经由第二输出光筒6输出。

通过弹簧销可对光学支架2进行定位和锁紧，能够增强光学支架2的稳定性，结构简单稳定，安装简便，保证切换方向精度。

另外，顶板7的周围设有螺栓孔，顶板7通过螺栓与输入侧板91、第一侧板92以及第二侧板93固定连接，将换向筒1封闭。

底板8是一块矩形板，四角设有安装孔81，用于将本装置固定。其他实施例中，底板8可为圆形、三角形等。

以上所有接触件涉及到漏气的地方均设计有密封元件，有效隔离激光与空气，始终保持密闭光路中的保护气体的压强，以保证气密性能。

本光路传输换向装置的工作过程如下：

激光光束射入输入光筒4中，光线可沿第一输出光路或第二输出光路输出。当反射镜3面向第一输出光筒5的方向，并且反射镜3的镜面方向相对于第一输出光筒5的中心轴线成45°或135°夹角时，第一弹簧销731正好落入换向筒1上表面的销孔中，此时，光线沿第一输出光路输出，如图1中的箭头所示。当需要将光路由第一输出光路切换到第二输出光路时，上拉第一弹簧按钮741，同时带动第一弹簧销731上移，此时顶板7与换向筒1之间无任何阻挡结构，可以通过旋转转盘71来转动换向筒1，同时安装在光学支架2上的反射镜3也会跟随换向筒1转动，直至第二弹簧销732落入换向筒1上表面的销孔中，此时，反射镜3面向第二输出光筒6的方向，输出光路换向到第二输出光路，第二弹簧销732由于弹力自动压紧在换向筒1的销孔里。为保证切换角度精确，可转动调节螺杆21对光学支架2进行微调。

同理，将光路从第二输出光筒6切换到第一输出光筒5，只需要反向操作上拉第二弹簧按钮742并转动转盘71即可，在此不再赘述。

本装置通过拉起弹簧销和转动转盘71的操作调整内部的反射镜片，切换出射光的方向，无需更换和拆卸零部件，不需要重组光路，解决了光路传输中光束的方便快速换向问题。所有相切或相接零部件都设计有密封元件，整个切换过程不会因为拆卸密闭光路而引入外界空气和杂质，解决气体的泄漏，保持传输光路内部微正压，从而能够有效隔离激光与空气，保压性能良好，此外对清洁用气源消耗较少。

本实用新型提供的一种光路传输换向装置可以在两台交替使用激光器的设备的光路间进行快捷切换，改变一台激光器只供一只设备使用的局面，通过光路切换可以实现一台光源多用。尤其适用两台设备不需要同时使用光源的应用场合，减少一台激光器光源，因而也会节省由此而带来的能源、气源等消耗，同时也相应地节省了空间，提高了设备的利用率。

本实用新型还提供了一种光学性能参数检测系统，所述光学性能参数检测系统包括激光器光源和该光路传输换向装置，所述光路传输换向装置能够将从所述输入光筒输入的所述激光器光源的光线经由所述第一输出光筒或所述第二输出光筒切换到不同的光学检测设备。

需要指出的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

需要指出的是，在本实用新型的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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的具体含义。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种光路传输换向装置，其特征在于，包括输入光筒、换向筒、光学支架、第一输出光筒、第二输出光筒、顶板以及底板，所述换向筒为部分中空的筒体，所述换向筒固定安装在所述底板上，所述光学支架安装在所述换向筒的内部，所述光学支架上固定安装有反射镜，所述换向筒的周围设有分别与所述输入光筒、所述第一输出光筒以及所述第二输出光筒相连接的多个侧板，所述顶板安装在所述换向筒的顶部，所述顶板上设有能够使所述换向筒转动的转盘，所述顶板上还设有限位机构，并且，所述限位机构能够将所述光学支架限位于第一状态或不同于所述第一状态的第二状态，在所述光学支架的所述第一状态，光线经由所述第一输出光筒输出，在所述光学支架的所述第二状态，光线经由所述第二输出光筒输出。

2.根据权利要求1所述的光路传输换向装置，其特征在于，所述第一输出光筒的中心轴线和所述第二输出光筒的中心轴线重合，所述输入光筒的中心轴线与所述第一输出光筒的中心轴线和所述第二输出光筒的中心轴线垂直。

3.根据权利要求1所述的光路传输换向装置，其特征在于，所述多个侧板包括与所述输入光筒连接的输入侧板、与所述第一输出光筒连接的第一侧板以及与所述第二输出光筒连接的第二侧板，所述第一侧板与所述第二侧板对称地安装在所述输入侧板的两侧，所述多个侧板将所述换向筒包围封闭。

4.根据权利要求1所述的光路传输换向装置，其特征在于，所述光学支架与所述底板垂直，所述反射镜通过压环固定在所述光学支架上。

5.根据权利要求1所述的光路传输换向装置，其特征在于，所述光学支架与所述换向筒通过拉簧固定连接。

6.根据权利要求4所述的光路传输换向装置，其特征在于，所述光学支架上设有调节螺杆，用于对所述光学支架进行调整。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的光路传输换向装置，其特征在于，所述限位机构包括第一弹簧销和第二弹簧销，所述第一弹簧销进入所述换向筒的销孔时将所述光学支架限位于所述第一状态，所述第二弹簧销进入所述换向筒的所述销孔时将所述光学支架限位于所述第二状态。

8.根据权利要求1至6中的任一项所述的光路传输换向装置，其特征在于，所述转盘通过螺栓与所述换向筒固定连接。

9.根据权利要求1至6中的任一项所述的光路传输换向装置，其特征在于，所述换向筒的边缘设有密封条。

10.一种光学性能参数检测系统，其特征在于，所述光学性能参数检测系统包括激光器光源和根据权利要求1至9中的任一项所述的光路传输换向装置，所述光路传输换向装置能够将从所述输入光筒输入的所述激光器光源的光线经由所述第一输出光筒或所述第二输出光筒切换到不同的光学检测设备。