DE102006059434A1 - Catadioptric objective e.g., for microscope, has first lens positioned between two mirror surfaces and further lens, made from same material as first lens - Google Patents

Catadioptric objective e.g., for microscope, has first lens positioned between two mirror surfaces and further lens, made from same material as first lens Download PDF

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    • G02B17/0808—Catadioptric systems using two curved mirrors on-axis systems with at least one of the mirrors having a central aperture

Abstract

A catadioptric objective has a first convex mirror surface (S1), a second concave surface, and a first lens between both mirror surfaces and at least one further lens, in which all lens are formed from the same material. Independent claims are included for the following: (1) (A) Microscope optics with objective lens. (2) (B) A microscope with an objective lens.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Objektiv, das verschiedene Anforderungen erfüllen soll. Insbesondere soll es mit dem Objektiv möglich sein, hohe Vergrößerungen mit sehr geringen Abbildungsfehlern auch bei kleinen Wellenlängen (kleiner 200 nm) zu erreichen.The The present invention relates to a lens having various requirements fulfill should. In particular, it should be possible with the lens, high magnifications with very low aberrations even at small wavelengths (smaller 200 nm).

Bekannte katadioptrische Objektive sind z.B. in der DE 14 47 207 sowie in der WO 2004/053534 A2 beschrieben.Known catadioptric lenses are eg in the DE 14 47 207 as well as in the WO 2004/053534 A2 described.

Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes katadioptrisches Objektiv zur Verfügung zu stellen.outgoing It is an object of the invention to provide an improved catadioptric Lens available to deliver.

Die Erfindung wird gelöst durch ein katadioptrisches Objektiv mit einer ersten konvex gekrümmten Spiegelfläche, einer zweiten konkav gekrümmten Spiegelfläche, einer ersten Linse zwischen beiden Spiegelflächen und mindestens einer weiteren Linse, wobei alle Linsen aus dem gleichen Material gebildet sind.The Invention is solved by a catadioptric objective having a first convexly curved mirror surface, one second concave curved Mirror surface, a first lens between both mirror surfaces and at least one other Lens, all lenses are made of the same material.

Mit diesem katadioptrischen Objektiv ist es möglich, einen rein sphärischen sowie einfachen Aufbau zu realisieren. Ferner ist die Pupillenobskuration klein und das Objektiv kann für kleine Wellenlängen eingesetzt werden. Bei Wellenlängen von 193 nm oder 248 nm ist als Linsenmaterial Quarz bevorzugt. Bei einer Wellenlänge von 365 nm ist als Linsenmaterial Quarz oder ein vergleichbares Material, wie z.B. BK7, FK5, bevorzugt. Bei einer Wellenlänge von 157 nm wird bevorzugt Flußspat als Material verwendet.With This catadioptric lens, it is possible to have a purely spherical as well as to realize simple construction. Furthermore, the pupil obscuration is small and the lens can be for small wavelengths be used. At wavelengths of 193 nm or 248 nm is preferred as lens material quartz. at a wavelength of 365 nm is as a lens material quartz or a comparable Material, such as BK7, FK5, preferred. At a wavelength of 157 nm is preferred fluorspar used as material.

Ferner kann mit dem erfindungsgemäßen Objektiv eine Achromatisierung des chromatischen Vergrößerungsfehlers in einem breiten spektralen Bereich (zumindest bezogen auf den jeweiligen natürlichen Bandbreitenbereich der entsprechenden Lichtquelle) realisiert werden. Insbesondere können Bandbreiten von +/– 0,5 nm bei 193 nm erreicht werden.Further can with the lens according to the invention an achromatization of chromatic magnification error in a wide range spectral range (at least relative to the respective natural Bandwidth range of the corresponding light source) can be realized. In particular, you can Bandwidths of +/- 0.5 nm at 193 nm can be achieved.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen katadioptrischen Objektivs sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 19 angegeben.advantageous Further developments of the catadioptric objective according to the invention are in the dependent claims 2 to 19 indicated.

Ferner wird eine Mikroskopoptik mit einem erfindungsgemäßen Objektiv und einer Tubusoptik bereitgestellt, wobei die Tubusoptik rein refraktiv ausgebildet ist. Die Tubusoptik kann insbesondere dazu verwendet werden, um den chromatischen Vergrößerungsfehler zu kompensieren.Further is a microscope optics with an objective according to the invention and a tube optics provided, wherein the tube optics formed purely refractive is. The tube optic can be used in particular to the chromatic magnification error to compensate.

Dazu ist es möglich, daß die Tubusoptik Linsen aus zwei unterschiedlichen Materialien enthält. Eines der beiden Materialien kann insbesondere das Material der Linsen des Objektivs sein.To Is it possible, that the Tube optic contains lenses of two different materials. One of the In particular, the material of the lenses of both materials can Be objective.

Ferner wird noch ein Mikroskop mit einem erfindungsgemäßen Objektiv bereitgestellt. Das Mikroskop kann weitere Elemente aufweisen, die zum Betrieb des Mikroskops notwendig und dem Fachmann ohne weiteres bekannt sind.Further Still a microscope is provided with an objective according to the invention. The microscope may have further elements which are necessary for the operation of the Microscopes necessary and the skilled person readily known.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhalber noch näher erläutert. Es zeigen:The Invention will now be described by way of example with reference to the drawings even closer explained. Show it:

1 einen Linsenschnitt einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Objektivs; 1 a lens section of a first embodiment of the lens according to the invention;

2 die longitudinale sphärische Aberration des Objektivs von 1; 2 the longitudinal spherical aberration of the lens of 1 ;

3 die chromatische Fokusverschiebung des Objektivs von 1; 3 the chromatic focus shift of the lens from 1 ;

4a–4 die chromatischen Queraberrationen des Objektivs von 1; 4a - 4 the chromatic transverse aberrations of the lens of 1 ;

5 einen Linsenschnitt einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Objektivs; 5 a lens section of a second embodiment of the lens according to the invention;

6 die longitudinale sphärische Aberration des Objektivs von 5; 6 the longitudinal spherical aberration of the lens of 5 ;

7 die chromatische Fokusverschiebung des Objektivs von 5; 7 the chromatic focus shift of the lens from 5 ;

8a–8c die chromatische Querabberation des Objektivs von 5; 8a - 8c the chromatic Querabberation of the lens of 5 ;

9 einen Linsenschnitt einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Objektivs; 9 a lens section of another embodiment of the lens according to the invention;

10 einen Linsenschnitt der gesamten Mikroskopoptik mit Objektiv und Tubusoptik; 10 a lens section of the entire microscope optics with lens and tube optics;

11 eine vergrößerte Linsenschnitt-Teildarstellung der Tubusoptik von 10; 11 an enlarged partial lens section of the tube optics of 10 ;

12 die longitudinale sphärische Aberration des Objektivs von 9; 12 the longitudinal spherical aberration of the lens of 9 ;

13 die chromatische Fokusverschiebung des Objektivs von 9; 13 the chromatic focus shift of the lens from 9 ;

14a–14c die chromatische Querabberation des Objektivs von 9; 14a - 14c the chromatic Querabberation of the lens of 9 ;

15 einen Linsenschnitt einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Objektivs; 15 a lens section of another embodiment of an objective according to the invention;

16 die longitudinale sphärische Aberration des Objektivs von 15; 16 the longitudinal spherical aberration of the lens of 15 ;

17 die chromatische Fokusverschiebung des Objektivs von 15; 17 the chromatic focus shift of the lens from 15 ;

18a–18c die chromatische Querabberation des Objektivs von 15; 18a - 18c the chromatic Querabberation of the lens of 15 ;

19 einen Linsenabschnitt in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Objektivs; 19 a lens portion in another embodiment of the objective according to the invention;

20 die longitudinale sphärische Aberration des Objektivs von 19; 20 the longitudinal spherical aberration of the lens of 19 ;

21 die chromatische Fokusverschiebung des Objektivs von 19; 21 the chromatic focus shift of the lens from 19 ;

22a–22c die chromatische Querabberation des Objektivs von 19; 22a - 22c the chromatic Querabberation of the lens of 19 ;

23 einen Linsenabschnitt in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Objektivs; 23 a lens portion in another embodiment of the objective according to the invention;

24 die longitudinale sphärische Aberration des Objektivs von 23; 24 the longitudinal spherical aberration of the lens of 23 ;

25 die chromatische Fokusverschiebung des Objektivs von 23; 25 the chromatic focus shift of the lens from 23 ;

26a–26c die chromatische Querabberation des Objektivs von 23; 26a - 26c the chromatic Querabberation of the lens of 23 ;

27 einen Linsenabschnitt in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Objektivs; 27 a lens portion in another embodiment of the objective according to the invention;

28 die longitudinale sphärische Aberration des Objektivs von 27 28 the longitudinal spherical aberration of the lens of 27

29 die chromatische Fokusverschiebung des Objektivs von 27 29 the chromatic focus shift of the lens from 27

30a–30c die chromatische Querabberation des Objektivs von 27; 30a - 30c the chromatic Querabberation of the lens of 27 ;

31 einen Linsenabschnitt in einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Objektivs; 31 a lens portion in another embodiment of the objective according to the invention;

32 die longitudinale sphärische Aberration des Objektivs von 31; 32 the longitudinal spherical aberration of the lens of 31 ;

33 die chromatische Fokusverschiebung des Objektivs von 31; 33 the chromatic focus shift of the lens from 31 ;

34a–34c die chromatische Querabberation des Objektivs von 31. 34a - 34c the chromatic Querabberation of the lens of 31 ,

In 1 ist eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Objektivs OB gezeigt. Bei dieser Ausführungsform umfaßt das Objektiv OB einen ersten Spiegel S1 mit einer sphärisch gekrümmten, konvexen Spiegelfläche 4, einen zweiten Spiegel S2 mit einer sphärisch gekrümmten, konkaven Spiegelfläche 6 sowie eine erste Linse L1, die zwischen beiden Spiegeln S1 und S2 angeordnet ist. Die Linse L1 ist doppelt durchtreten. Die konkave Spiegelfläche 6 ist als Rückflächenverspiegelung auf der ersten Linse L1 ausgebildet.In 1 a first embodiment of the objective OB according to the invention is shown. In this embodiment, the objective OB comprises a first mirror S1 having a spherically curved, convex mirror surface 4 , a second mirror S2 having a spherically curved, concave mirror surface 6 and a first lens L1 disposed between both mirrors S1 and S2. The lens L1 is passed twice. The concave mirror surface 6 is formed as Rückflächenverspiegelung on the first lens L1.

Ferner weist das Objektiv OB noch acht weitere Linsen mit den Linsenflächen 8, 9, ... 21 auf. Am Punkt 22 ist das zu betrachtende Objekt P, wie z.B. eine Marke einer zu untersuchenden Lithographiemaske.Furthermore, the objective OB has eight further lenses with the lens surfaces 8th . 9 , ... 21 on. At the point 22 is the object P to be considered, such as a mark of a lithography mask to be examined.

In 1 ist noch die optische Achse OA sowie die Austrittspupille 1 des Objektivs OB eingezeichnet. Bei dem Objektiv von 1 sind alle Linsen aus dem gleichen Material gebildet. Alle gekrümmten Grenzflächen der Linsen sind sphärisch gekrümmt.In 1 is still the optical axis OA and the exit pupil 1 of the objective OB. At the lens of 1 All lenses are made of the same material. All curved interfaces of the lenses are spherically curved.

Der nachfolgenden Tabelle 1 können die Krümmungsradien, Abstände aller gekrümmten Flächen des Objektivs OB sowie der Brechungsindex des Linsenmaterials als auch der halbe Linsendurchmesser entnommen werden. Krümmungsradius, Dicke bzw. Abstand und halber Durchmesser sind jeweils in mm angegeben. Tabelle 1 FLÄCHE RADIUS DICKE MATERIAL BRECHUNGSINDEX HALBER DURCHMESSER. 1 0,000000 10,000000 5,10 2 71,815902 10,000000 SILUV 1,560970 5,09 3 38,213902 40,000000 4,82 4 21,024870 –40,000000 REFL 6,02 5 38,213902 –10,000000 SILUV 1,560970 26,89 6 71,815902 10,000000 REFL 1,560970 35,97 7 38,213902 30,409328 30,05 8 0,000000 14,746545 30,04 9 13012,308815 6,745164 SILUV 1,560970 30,05 10 –98,057637 0,183785 30,05 11 53,966601 6,934828 SILUV 1,560970 27,66 12 136,897357 6,010645 27,01 13 –128,500576 1,989047 SILUV 1,560970 26,81 14 76,046917 10,220693 25,36 15 –62,303886 5,280960 SILUV 1,560970 25,33 16 –42,061278 0,190363 25,58 17 25,108259 10,705274 SILUV 1,560970 20,52 18 81,712977 2,145043 19,14 19 281,536362 23,410259 SILUV 1,560970 18,72 20 48,366210 1,037964 7,22 21 0,000000 2,000000 SILUV 1,560970 6,85 22 0,000000 8,000000 6,01 Table 1 below shows the radii of curvature, the distances of all curved surfaces of the objective OB and the refractive index of the lens material as well as half the lens diameter. Radius of curvature, thickness or distance and half diameter are given in mm. Table 1 AREA RADIUS THICKNESS MATERIAL refractive index HALF DIAMETER. 1 0.000000 10.000000 5.10 2 71.815902 10.000000 SILUV 1.560970 5.09 3 38.213902 40.000000 4.82 4 21.024870 -40.000000 REFL 6.02 5 38.213902 -10.000000 SILUV 1.560970 26,89 6 71.815902 10.000000 REFL 1.560970 35.97 7 38.213902 30.409328 30.05 8th 0.000000 14.746545 30,04 9 13012.308815 6.745164 SILUV 1.560970 30.05 10 -98.057637 0.183785 30.05 11 53.966601 6.934828 SILUV 1.560970 27.66 12 136.897357 6.010645 27,01 13 -128.500576 1.989047 SILUV 1.560970 26.81 14 76.046917 10.220693 25.36 15 -62.303886 5.280960 SILUV 1.560970 25.33 16 -42.061278 0.190363 25.58 17 25.108259 10.705274 SILUV 1.560970 20.52 18 81.712977 2.145043 19.14 19 281.536362 23.410259 SILUV 1.560970 18.72 20 48.366210 1.037964 7.22 21 0.000000 2.000000 SILUV 1.560970 6.85 22 0.000000 8.000000 6.01

SILUV steht für Quarz mit der angegebenen Brechzahl und REFL für die reflektierenden Spiegelflächen.SILUV stands for Quartz with the specified refractive index and REFL for the reflective mirror surfaces.

Das Objektiv OB von 1 ist bezüglich des chromatischen Längsfehlers achromatisiert, weist einen Manginspiegel (erste Linse 11 mit Rückflächenverspiegelung 6) auf. Der Strahlengang nach dem ersten Spiegel L1 (Fläche 12) ist kollimiert. Der noch vorhandene chromatische Querfehler bzw. die vorhandene chromatische Vergrößerungsdifferenz kann durch eine nicht gezeigte Tubusoptik korrigiert werden.The objective OB of 1 is achromatized with respect to the longitudinal chromatic aberration, has a mangin level (first lens 11 with back surface mirroring 6 ) on. The beam path after the first mirror L1 (area 12 ) is collimated. The remaining chromatic transverse error or the existing chromatic magnification difference can be corrected by a tube optics, not shown.

In 2 ist die longitudinale sphärische Aberration für die Wellenlänge λ0 (= 193 nm; mit Pluszeichen markierte Linie) die Wellenlänge λ0 + Δλ (Δλ = 0,5 nm; mit Dreiecken markierte Linie) und für λ0 – Δλ (mit Vierecken markierte Linie) dargestellt.In 2 is the longitudinal spherical aberration for the wavelength λ 0 (= 193 nm, plus-line), the wavelength λ 0 + Δλ (Δλ = 0.5 nm, triangular line) and λ 0 - Δλ (square-line) ).

In 3 ist die chromatische Fokusverschiebung gezeigt.In 3 the chromatic focus shift is shown.

In den 4a, 4b und 4c ist jeweils die meridionale chromatische Queraberration (linkes Diagramm) und die sagitale chromatische Queraberration (rechtes Diagramm) für die drei Wellenlängen angegeben. Die Darstellungen zu 4a–4c betreffen dabei diese Aberrationen für verschiedene relative Feldhöhen, nämlich 4a für 100% Feldhöhe, 4b für 70% und 4c für 0% Feldhöhe (= auf der optischen Achse OA).In the 4a . 4b and 4c the meridional chromatic transverse aberration (left diagram) and the sagittal lateral chromatic aberration (right diagram) for the three wavelengths are given. The illustrations too 4a - 4c These affect these aberrations for different relative field heights, namely 4a for 100% field height, 4b for 70% and 4c for 0% field height (= on the optical axis OA).

Um den chromatischen Vergrößerungsfehler des Objektivs OB von 1 zu verringern, kann das Objektiv wie in 5 gezeigt ausgebildet werden, wobei die refraktive Gesamtbrechkraft im objektnahen Objektivteil bei großen Hauptstrahlhöhen (also in 6 rechts gesehen) verringert ist. Dies führt bei dem Objektiv OB von 5 zu einer Verringerung des chromatischen Vergrößerungsfehlers um den Faktor 5 verglichen zu dem Objektiv OB von 1.To the chromatic magnification error of the lens OB of 1 To reduce, the lens can be like in 5 be formed, wherein the refractive total refractive power in the objective lens part at large main beam heights (ie in 6 seen on the right) is reduced. This leads to the objective OB 5 to a reduction of the chromatic magnification error by the factor 5 compared to the objective OB of 1 ,

Im wesentlichen wird die verringerte refraktive Brechkraft durch eine verstärkte reflektive Brechkraft und eine verringerte Brechkraft der Manginlinse (erste Linse L1) ersetzt.in the essential is the reduced refractive power by a increased reflective refractive power and a reduced refractive power of the Mangin lens (first lens L1) replaced.

Die Optikdaten für das Objektiv OB von 5 sind in der nachfolgenden Tabelle 2 in gleicher Weise wie in Tabelle 1 angegeben: Tabelle 2 FLÄCHE RADIUS DICKE MATERIAL BRECHUNGSINDEX HALBER DURCHMESSER. 1 0,000000 10,000000 5,18 2 113,104242 10,000000 SILUV 1,560970 5,17 3 97,740393 79,560227 4,99 4 16,055745 –79,560227 REFL 5,09 5 97,740393 –10,000000 SILUV 1,560970 53,68 6 113,104242 10,000000 REFL 1,560970 60,02 7 97,740393 79,560227 54,84 8 0,000000 16,791608 25,42 9 22,563965 4,683647 SILUV 1,560970 14,90 10 33,485355 1,615004 13,70 11 50,401908 6,649840 SILUV 1,560970 13,36 12 12,812155 0,184264 8,91 13 10,117066 4,900064 SILUV 1,560970 8,51 14 15,683486 2,229473 7,20 15 0,000000 2,000000 SILUV 1,560970 6,84 16 0,000000 8,000000 6,00 The optical data for the OB objective from 5 are given in the following Table 2 in the same way as in Table 1: Table 2 AREA RADIUS THICKNESS MATERIAL refractive index HALF DIAMETER. 1 0.000000 10.000000 5.18 2 113.104242 10.000000 SILUV 1.560970 5.17 3 97.740393 79.560227 4.99 4 16.055745 -79.560227 REFL 5.09 5 97.740393 -10.000000 SILUV 1.560970 53.68 6 113.104242 10.000000 REFL 1.560970 60.02 7 97.740393 79.560227 54.84 8th 0.000000 16.791608 25.42 9 22.563965 4.683647 SILUV 1.560970 14.90 10 33.485355 1.615004 13.70 11 50.401908 6.649840 SILUV 1.560970 13.36 12 12.812155 0.184264 8.91 13 10.117066 4.900064 SILUV 1.560970 8.51 14 15.683486 2.229473 7.20 15 0.000000 2.000000 SILUV 1.560970 6.84 16 0.000000 8.000000 6.00

In der Tabelle 2 bezeichnet 8 eine Hilfsfläche für die Berechnung des Objektives von 5, die in 5 zur Vereinfachung der Darstellung nicht eingezeichnet ist. 17 bezeichnet in 5 einen Punkt in der Objektebene.Denoted in Table 2 8th an auxiliary surface for the calculation of the objective of 5 , in the 5 not shown to simplify the illustration. 17 designated in 5 a point in the object plane.

In 6 und 7 sind in gleicher Weise wie in 2 und 3 die longitudinale sphärische Aberrration sowie die chromatische Fokusverschiebung gezeigt. in 8a bis 8c ist in gleicher Weise wie in 4a bis 4c die chromatischen Queraberrationen gezeigt.In 6 and 7 are the same as in 2 and 3 the longitudinal spherical aberration and the chromatic focus shift are shown. in 8a to 8c is the same as in 4a to 4c the chromatic transverse aberrations are shown.

Wenn man anstatt des Manginspiegels (also der rückflächenverspiegelten ersten Linse L1) zwei von der ersten Linse L1 beabstandete Spiegel vorsieht, gewinnt man weitere Freiheitsgrade, was zu einer Reduzierung der Linsenanzahl führen kann, wie in dem Objektiv von 9 ersichtlich ist. Das Objektiv OB von 9 enthält fünf Linsen (ohne die beiden planparallelen Platten (Flächen 15 und 16 sowie 25 und 26)) im Gegensatz zu sieben Linsen (einschließlich Manginlinse) bei den vorherigen Ausführungsbeispielen.By providing two mirrors spaced from the first lens L1 instead of the Mangin mirror (ie, the back surface mirrored first lens L1), one gains further degrees of freedom, which can lead to a reduction in the number of lenses, as in the lens of 9 is apparent. The objective OB of 9 contains five lenses (without the two plane-parallel plates (surfaces 15 and 16 such as 25 and 26 )) as opposed to seven lenses (including Mangin lens) in the previous embodiments.

Des weiteren ist in dieser Ausführungsform (9) noch eine planparallele Platte mit Flächen 15, 16 verwendet, welche als Trägerplatte für den konvexen Spiegel S1 dienen kann.Furthermore, in this embodiment ( 9 ) another plane-parallel plate with surfaces 15 . 16 used, which can serve as a support plate for the convex mirror S1.

Für das Objektiv OB von 9 ist auch noch eine Tubusoptik TO in 10 gezeigt, die drei Linsen aufweist. Ein Linsendublett (das in 11 vergrößert dargestellt ist) mit den Linsenflächen 1 bis 4 zur Korrektur des chromatischen Vergrößerungsfehlers einschließlich einer Linse mit den Linsenflächen 5 und 6, die insbesondere in 9 gut erkennbar ist.For the OB lens from 9 is also a tube optic TO in 10 shown having three lenses. A lens doublet (the in 11 is shown enlarged) with the lens surfaces 1 to 4 for correcting the chromatic aberration including a lens having the lens surfaces 5 and 6 especially in 9 is clearly recognizable.

In der nachfolgenden Tabelle 3 sind die Linsendaten für das Objektiv OB von 9 sowie die Tubusoptik TO (10, 11) in gleicher Weise wie für Tabelle 1 angegeben. Tabelle 3 FLÄCHE RADIUS DICKE MATERIAL BRECHUNGSINDEX HALBER DURCHMESSER 1 10,798135 5,000000 SILUV 1,560970 1,55 2 27,162595 1,000991 1,27 3 –85,888120 5,000000 CAFUV 1,501395 1,21 4 8,149106 419,813885 1,02 5 0,000000 0,000000 SILUV 1,560970 3,99 6 0,000000 50,000000 3,99 7 446,334996 5,000000 SILUV 1,560970 4,35 8 51,395948 12,754754 4,35 9 18,773967 –12,754754 REFL 5,01 10 51,395948 –5,000000 SILUV 1,560970 12,90 11 446,334996 –25,000362 16,10 12 65,791202 25,000362 REFL 31,85 13 446,334996 5,000000 SILUV 1,560970 27,07 14 51,395948 12,754754 25,00 15 0,000000 2,000000 SILUV 1,560970 25,00 16 0,000000 5,303786 25,00 17 –1026,717232 7,488220 SILUV 1,560970 25,00 18 –56,906106 0,198923 25,02 19 47,683750 7,595556 SILUV 1,560970 21,74 20 –621,504040 2,242058 21,00 21 –102,707632 39,675403 SILUV 1,560970 20,67 22 24,619731 0,197808 8,51 23 13,430169 5,179918 SILUV 1,560970 8,17 24 –411,019245 0,433931 7,22 25 0,000000 2,000000 SILUV 1,56097018 6,85 26 0 8,000000 6,01 In the following Table 3, the lens data for the objective OB are from 9 as well as the tube optics TO ( 10 . 11 ) in the same manner as given for Table 1. Table 3 AREA RADIUS THICKNESS MATERIAL refractive index HALF DIAMETER 1 10.798135 5.000000 SILUV 1.560970 1.55 2 27.162595 1.000991 1.27 3 -85.888120 5.000000 CAFUV 1.501395 1.21 4 8.149106 419.813885 1.02 5 0.000000 0.000000 SILUV 1.560970 3.99 6 0.000000 50.000000 3.99 7 446.334996 5.000000 SILUV 1.560970 4.35 8th 51.395948 12.754754 4.35 9 18.773967 -12.754754 REFL 5.01 10 51.395948 -5.000000 SILUV 1.560970 12.90 11 446.334996 -25.000362 16.10 12 65.791202 25.000362 REFL 31.85 13 446.334996 5.000000 SILUV 1.560970 27.07 14 51.395948 12.754754 25,00 15 0.000000 2.000000 SILUV 1.560970 25,00 16 0.000000 5.303786 25,00 17 -1,026.717232 7.488220 SILUV 1.560970 25,00 18 -56.906106 0.198923 25.02 19 47.683750 7.595556 SILUV 1.560970 21.74 20 -621.504040 2.242058 21,00 21 -102.707632 39.675403 SILUV 1.560970 20.67 22 24.619731 0.197808 8.51 23 13.430169 5.179918 SILUV 1.560970 8.17 24 -411.019245 0.433931 7.22 25 0.000000 2.000000 SILUV 1.56097018 6.85 26 0 8.000000 6.01

27 bezeichnet einen Punkt in der Objektebene und CAFUV steht für CaF2 als Linsenmaterial. 27 denotes a point in the object plane and CAFUV stands for CaF2 as the lens material.

In 12 und 13 ist die longitudinale sphärische Aberration sowie die chromatische Fokusverschiebung in gleicher Weise wie in 2 und 3 gezeigt. Ferner sind in 14a–14c in gleicher Weise wie in 4a–4c die chromatischen Queraberrationen für das Objektiv OB von 9 gezeigt.In 12 and 13 is the longitudinal spherical aberration as well as the chromatic focus shift in the same way as in 2 and 3 shown. Furthermore, in 14a - 14c in the same way as in 4a - 4c the chromatic transverse aberrations for the objective OB of 9 shown.

Wie der Tabelle 3 entnommen werden kann, weist das Linsendublett der Tubusoptik TO zwei unterschiedliche Materialien auf.As Table 3 can be seen, the lens doublet of Tubusoptik TO two different materials.

Bei dem Gesamtsystem von 10 ist der verbleibende begrenzende Bildfehler das sekundäre Spektrum sowie die chromatische Variation der sphärischen Aberration, im folgenden als Gaußfehler bezeichnet.In the overall system of 10 the remaining limiting aberration is the secondary spectrum as well as the chromatic variation of the spherical aberration, hereinafter referred to as Gaussian error.

Um das sekundäre Spektrum und den Gaußfehler weiter zu reduzieren, kann man die refraktive Gesamtbrechkraft des Objektivs OB verringern. Hierzu werden bei dem in 15 gezeigten Objektiv OB die Linsen und Spiegel so ausgelegt, daß der Strahlengang hinter der ersten Linse L1 (also links von der Linse L1 in 15) nicht mehr kollimiert ist. Dies korrigiert das sekundäre Spektrum, so daß der begrenzende Bildfehler nunmehr ausschließlich der Gaußfehler ist.In order to further reduce the secondary spectrum and the Gaussian error, one can reduce the refractive total refractive power of the objective OB. For this purpose, in the in 15 Lens OB shown the lenses and mirrors designed so that the beam path behind the first lens L1 (ie left of the lens L1 in 15 ) is no longer collimated. This corrects the secondary spectrum so that the limiting image error is now exclusively the Gaussian error.

Eine zu starke Abweichung von der Kollimation hinter der ersten Linse wird vermieden, da hierdurch bei konstanter Obskuration und Eintrittsbündeldurchmesser der Durchmesser des Spiegels S2 und der ersten Linse L1 anwachsen würde.A too much deviation from the collimation behind the first lens is avoided, as a result of constant obscuration and inlet bundle diameter the diameter of the mirror S2 and the first lens L1 increase would.

Insbesondere die zwei objektnahen Sammellinsen (Linsen mit den Flächen 15, 16 sowie 17 und 18 werden bei der beschriebenen Ausführungsform von 15 in guter Näherung aplanatisch bzw. aplanatisch-konzentrisch verwendet, so daß sie mit kleinen Inzidenzwinkeln, vergleichbar der numerischen Apertur des Gesamtsystems, und kleinem intrinsischen Gaußfehler betrieben werden können. Der verbleibende Gaußfehler kann auf einen chromatisch induzierten Gaußfehler durch den endlichen Abstand der überkorrigierenden ersten Linse L1 zurückgeführt werden.In particular, the two near-object converging lenses (lenses with the surfaces 15 . 16 such as 17 and 18 be in the described embodiment of 15 used in a good approximation aplanatic or aplanatic-concentric, so that they can be operated with small incidence angles, comparable to the numerical aperture of the entire system, and small intrinsic Gaussian error. The remaining Gauss error can be attributed to a chromatically induced Gaussian error by the finite distance of the overcorrecting first lens L1.

Bei dem Objektiv OB von 15 wird der Spiegel 12 nicht konzentrisch beleuchtet, so daß er deutliche sphärische Aberrationen erzeugt, diese werden im wesentlichen durch die Durchbiegung der ersten Linse L1 korrigiert.With the OB objective of 15 becomes the mirror 12 not concentrically illuminated so that it produces clear spherical aberrations, these are corrected substantially by the deflection of the first lens L1.

Die Optikdaten des Objektivs OB von 15 sind in der nachfolgenden Tabelle 4 angegeben Tabelle 4 FLÄCHE RADIUS DICKE MATERIAL BRECHUNGSINDEX HALBER DURCHMESSER 1 –57,231754 5,000000 SILUV 1,560970 1,19 2 –8,474791 0,500148 1,20 3 –7,824518 5,000000 CAFUV 1,501395 1,16 4 61,541337 338,422375 1,16 5 85,472151 5,000004 SILUV 1,560970 4,23 6 58,226214 38,061376 4,17 7 15,334671 –38,061376 REFL 5,01 8 58,226214 –5,000004 SILUV 1,560970 30,06 9 85,472151 –3,095565 34,54 10 67,024438 3,095565 REFL 35,02 11 85,472151 5,000004 SILUV 1,560970 34,80 12 58,226214 38,061376 32,03 13 0,000000 2,000000 SILUV 1,560970 25,00 14 0,000000 4,999530 24,69 15 48,254654 25,068910 SILUV 1,560970 22,13 16 57,151895 0,199864 14,79 17 14,899613 10,380990 SILUV 1,560970 12,73 18 15,705645 4,907318 8,60 19 0,000000 2,000000 SILUV 1,560970 6,84 20 0,000000 8,000000 6,01 The optical data of the objective OB of 15 are given in Table 4 below Table 4 AREA RADIUS THICKNESS MATERIAL refractive index HALF DIAMETER 1 -57.231754 5.000000 SILUV 1.560970 1.19 2 -8.474791 0.500148 1.20 3 -7.824518 5.000000 CAFUV 1.501395 1.16 4 61.541337 338.422375 1.16 5 85.472151 5.000004 SILUV 1.560970 4.23 6 58.226214 38.061376 4.17 7 15.334671 -38.061376 REFL 5.01 8th 58.226214 -5.000004 SILUV 1.560970 30,06 9 85.472151 -3.095565 34.54 10 67.024438 3.095565 REFL 35.02 11 85.472151 5.000004 SILUV 1.560970 34,80 12 58.226214 38.061376 32.03 13 0.000000 2.000000 SILUV 1.560970 25,00 14 0.000000 4.999530 24.69 15 48.254654 25.068910 SILUV 1.560970 22.13 16 57.151895 0.199864 14.79 17 14.899613 10.380990 SILUV 1.560970 12.73 18 15.705645 4.907318 8.60 19 0.000000 2.000000 SILUV 1.560970 6.84 20 0.000000 8.000000 6.01

In der Tabelle 4 ist auch die Tubusoptik TO zu dem Objektiv von 15 enthalten, wobei von der Tubusoptik in 15 lediglich die Fläche Nr. 4 eingezeichnet ist. Der Punkt 21 in 15 bezeichnet den Fokus in der Objektebene.In Table 4, the tube optics TO to the lens of 15 , from the tube optics in 15 only the area no. 4 is drawn. The point 21 in 15 denotes the focus in the object plane.

In 16 und 17 sind die longitudinale sphärische Aberration sowie die chromatische Fokusverschiebung für Objektiv OB von 15 in gleicher Weise wie in 2 und 3 dargestellt.In 16 and 17 are the longitudinal spherical aberration as well as the chromatic focus shift for objective OB of 15 in the same way as in 2 and 3 shown.

In 18a–18c sind in gleicher Weise wie in 4a–4c die chromatischen Queraberrationen dargestellt.In 18a - 18c are the same as in 4a - 4c the chromatic transverse aberrations are shown.

Wenn man ausgehend von dem Objektiv OB von 15 zu einem Objektiv mit geringerer Baulänge kommen möchte, kann man auf den sphärisch korrigierenden Luftspalt zwischen der Linse L1 und der Spiegelfläche S2 verzichten. Wenn man dies durchführt, muß man jedoch die Spiegelfläche S2 als asphärisch gekrümmte Spiegelfläche ausbilden, wie in 19 gezeigt ist.If one starts from the objective OB of 15 To get to a lens with a shorter overall length, you can do without the spherical corrective air gap between the lens L1 and the mirror surface S2. However, if one does this, one must form the mirror surface S2 as an aspherically curved mirror surface, as in FIG 19 is shown.

In der nachfolgenden Tabelle 5 sind die Linsendaten für das Objektiv OB von 19 angegeben. Tabelle 5 FLÄCHE RADIUS DICKE MATERIAL BRECHUNGSINDEX HALBER DURCHMESSER 1 7,845718 5,000000 SILUV 1,560970 1,23 2 7,499989 0,599224 0,92 3 –8,630464 5,000000 CAFUV 1,501395 0,91 4 –31,282073 300,165574 1,00 5 55,272248 9,999421 SILUV 1,560970 4,31 6 35,123568 26,584822 4,10 7 12,408000 –26,584822 REFL 5,01 8 35,123568 –9,999421 SILUV 1,560970 25,06 9 55,272248 9,999421 REFL 1,560970 34,49 10 35,123568 26,584822 27,98 11 0,000000 2,000000 SILUV 1,560970 25,00 12 0,000000 4,999297 24,70 13 46,485043 8,714871 SILUV 1,560970 22,21 14 55,957110 0,202441 19,92 15 21,410156 24,563532 SILUV 1,560970 17,93 16 16,401550 2,169361 7,21 17 0,000000 2,000000 SILUV 1,560970 6,84 18 0,000000 8,000000 6,01 In the following Table 5, the lens data for the objective OB are from 19 specified. Table 5 AREA RADIUS THICKNESS MATERIAL refractive index HALF DIAMETER 1 7.845718 5.000000 SILUV 1.560970 1.23 2 7.499989 0.599224 0.92 3 -8.630464 5.000000 CAFUV 1.501395 0.91 4 -31.282073 300.165574 1.00 5 55.272248 9.999421 SILUV 1.560970 4.31 6 35.123568 26.584822 4.10 7 12.408000 -26.584822 REFL 5.01 8th 35.123568 -9.999421 SILUV 1.560970 25.06 9 55.272248 9.999421 REFL 1.560970 34.49 10 35.123568 26.584822 27,98 11 0.000000 2.000000 SILUV 1.560970 25,00 12 0.000000 4.999297 24,70 13 46.485043 8.714871 SILUV 1.560970 22,21 14 55.957110 0.202441 19.92 15 21.410156 24.563532 SILUV 1.560970 17.93 16 16.401550 2.169361 7.21 17 0.000000 2.000000 SILUV 1.560970 6.84 18 0.000000 8.000000 6.01

In Tabelle 5 sind in gleicher Weise wie in Tabelle 4 die Linsendaten für die dem Objektiv OB von 19 zugeordnete Tubusoptik TO enthalten, wobei von dieser Tubusoptik TO lediglich die Fläche 4 in 19 eingezeichnet ist.In Table 5, in the same manner as in Table 4, the lens data for the objective OB of 19 associated with tube optic TO contain, of this tube optic TO only the area 4 in 19 is drawn.

In 20 und 21 sind für das Objektiv OB von 19 in gleicher Weise wie in 2 und 3 die longitudinale sphärische Aberration sowie die chromatische Fokusverschiebung dargestellt. In 22a–22c sind für das Objektiv OB von 19 in gleicher Weise wie in 4a–4c die chromatische Queraberration gezeigt.In 20 and 21 are for the OB lens from 19 in the same way as in 2 and 3 the longitudinal spherical aberration and the chromatic focus shift are shown. In 22a - 22c are for the OB lens from 19 in the same way as in 4a - 4c the chromatic transverse aberration is shown.

Die asphärische Krümmung des Spiegels S2 kann durch die nachfolgende Asphärengleichung dargestellt werden.

Figure 00110001
wobei die in der nachfolgenden Tabelle 6 angegebenen Asphärenkoeffizienten vorliegen. Tabelle 6 k 0 C1 –2,092941E-08 C2 –5,317043E-12 C3 –9,704073E-16 C4 –9,002695E-19 C5 3,449191E-22 C6 –2,030588E-25 The aspherical curvature of the mirror S2 can be represented by the following aspheric equation.
Figure 00110001
wherein the aspheric coefficients given in Table 6 below are present. Table 6 k 0 C1 -2,092941E-08 C2 -5,317043E-12 C3 -9,704073E-16 C4 -9,002695E-19 C5 3,449191E-22 C6 -2,030588E-25

Bei der obigen Asphärengleichung ist h der Abstand zur optischen Achse OA, ist z der Abstand zur Scheitelebene (die Ebene, die senkrecht zur optischen Achse liegt und den Schnittpunkt des Scheitels der Fläche mit der Ebene enthält) und c der in Tabelle 5 angegebene Krümmungsradius für die Fläche Nr. 9 mit F6 bezeichnet ist.In the above aspherical equation, h is the distance to the optical axis OA, z is the distance to the apex plane (the plane perpendicular to the optical axis and containing the intersection of the apex of the surface with the plane) and c the radius of curvature given in Table 5 the area no. 9 denoted by F6.

Man kann das Objektiv OB im Vergleich zu 19 in der Anzahl der Linsen noch weiter reduzieren. Diese Ausführungsform ist in 23 gezeigt, wobei das Objektiv OBinsgesamt nur zwei Linsen aufweist (einschließlich der ersten Linse L1). Die Verschlechterung der Abbildungseigenschaften sind relativ gering, wie der Darstellung der longitudinalen sphärischen Aberration und der chromatischen Fokusverschiebung für das Objektiv OB von 23 in 24 und 25 und der Darstellung der chromatischen Queraberration in 26a–c für das Objektiv OB von 23 entnommen werden kann. Die Darstellungen in 24 bis 26 entsprechen denen von 2 bis 4.One can compare the OB lens with 19 in the number of lenses even further reduce. This embodiment is in 23 shown, wherein the lens OBinsgesamt only two lenses has (a finally the first lens L1). The deterioration of the imaging properties is relatively small, such as the representation of the longitudinal spherical aberration and the chromatic focus shift for the objective OB of FIG 23 in 24 and 25 and the representation of the chromatic transverse aberration in 26a -C for the OB lens from 23 can be removed. The illustrations in 24 to 26 correspond to those of 2 to 4 ,

Die Linsendaten für das Objektiv OB von 23 sind in der nachfolgenden Tabelle 7 angegeben, wobei diese Tabelle auch die Linsendaten der dem Objektiv OB von 23 zugeordneten Tubusoptik enthält. Von dieser Tubusoptik ist jedoch in 23 lediglich die Fläche 4 eingezeichnet. Tabelle 7 FLÄCHE RADIUS DICKE MATERIAL BRECHUNGSINDEX HALBER DURCHMESSER 1 9,012489 5,000000 SILUV 1,560970 1,28 2 9,645053 0,558330 1,01 3 –11,607329 5,000000 CAFUV 1,501395 0,99 4 –137,080113 299,998229 1,04 5 54,429346 9,791231 SILUV 1,560970 4,49 6 38,554946 25,655037 4,27 7 11,589266 –25,655037 REFL 5,01 8 38,554946 –9,791231 SILUV 1,560970 26,44 9 54,429346 9,791231 REFL 1,560970 35,17 10 38,554946 25,655037 29,16 11 0,000000 2,000000 SILUV 1,560970 25,00 12 0,000000 11,104735 24,58 13 24,017201 25,547687 SILUV 1,560970 18,07 14 23,525870 1,878141 7,36 15 0,000000 2,000000 SILUV 1,560970 6,84 16 0,000000 8,000000 6,00 The lens data for the OB lens from 23 are given in the following Table 7, this table also the lens data of the lens OB of 23 associated with tube optics contains. However, this tube optic is in 23 only the area 4 located. Table 7 AREA RADIUS THICKNESS MATERIAL refractive index HALF DIAMETER 1 9.012489 5.000000 SILUV 1.560970 1.28 2 9.645053 0.558330 1.01 3 -11.607329 5.000000 CAFUV 1.501395 0.99 4 -137.080113 299.998229 1.04 5 54.429346 9.791231 SILUV 1.560970 4.49 6 38.554946 25.655037 4.27 7 11.589266 -25.655037 REFL 5.01 8th 38.554946 -9.791231 SILUV 1.560970 26.44 9 54.429346 9.791231 REFL 1.560970 35.17 10 38.554946 25.655037 29,16 11 0.000000 2.000000 SILUV 1.560970 25,00 12 0.000000 11.104735 24.58 13 24.017201 25.547687 SILUV 1.560970 18.07 14 23.525870 1.878141 7.36 15 0.000000 2.000000 SILUV 1.560970 6.84 16 0.000000 8.000000 6.00

Der Punkt 17 liegt in der Objektebene. Die Spiegelfläche S2 ist asphärisch gekrümmt. Die entsprechenden Koeffizienten für die obige Asphärengleichung sind in der nachfolgenden Tabelle 8 enthalten. Die Krümmung der Fläche 9 in Tabelle 7 ist der Wert für c der Asphärengleichung. Tabelle 8 k 0 C1 –3,744165E-08 C2 –1,348606E-11 C3 –1,901099E-15 C4 –3,955737E-18 C5 1,652913E-21 C6 –8,047886E-25 The point 17 lies in the object plane. The mirror surface S2 is curved aspherically. The corresponding coefficients for the above aspheric equation are given in Table 8 below. The curvature of the surface 9 in Table 7, the value of c is the aspheric equation. Table 8 k 0 C1 -3,744165E-08 C2 -1,348606E-11 C3 -1,901099E-15 C4 -3,955737E-18 C5 1,652913E-21 C6 -8,047886E-25

In 27 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Objektivs OB gezeigt. Bei dieser Ausführungsform ist der erste Spiegel S1 bzw. die entsprechende Spiegelfläche 9 auf der konvex gekrümmten Linsenfläche 11 ausgebildet. Dies vereinfacht die Justierung, da in dieser Ausführungsform beide Spiegelfläche auf Linsenflächen ausgebildet sind.In 27 a further embodiment of the objective OB according to the invention is shown. In this embodiment, the first mirror is S1 or the corresponding mirror surface 9 on the convex curved lens surface 11 educated. This simplifies the adjustment, since in this embodiment, both mirror surface are formed on lens surfaces.

Bei der Ausführungsform von 27 ist die Spiegelfläche des zweiten Spiegels S2 wieder sphärisch gekrümmt, so daß sowohl die Spiegelflächen sphärisch gekrümmt sind sowie auch alle gekrümmten Flächen der Linsen des Objektivs. Die genauen Optikdaten des Objektivs OB von 27 können der nachfolgenden Tabelle 9 entnommen werden. Tabelle 9 FLÄCHE RADIUS DICKE MATERIAL BRECHUNGSINDEX HALBER DURCHMESSER 1 33,444354 5,000000 SILUV 1,560970 1,42 2 –7,498223 –0,148830 1,32 3 –7,518181 5,000000 CAFUV 1,501395 1,34 4 12,933991 323,543155 1,20 5 131,203833 10,006512 SILUV 1,560970 3,14 6 71,123518 112,996827 3,09 7 41,207590 –112,996827 REFL 5,01 8 71,123518 –10,006512 SILUV 1,560970 33,08 9 131,203833 10,006512 REFL 1,560970 37,59 10 71,123518 112,996827 34,33 11 41,207590 8,291319 SILUV 1,560970 24,89 12 143,335781 1,987596 24,28 13 526,280351 41,874449 SILUV 1,560970 24,10 14 118,349618 4,931757 13,27 15 18,574922 3,432321 SILUV 1,560970 10,67 16 26,169420 –0,071095 9,77 17 10,176749 3,836732 SILUV 1,560970 8,48 18 11,127533 2,842969 7,07 19 0,000000 2,000000 SILUV 1,560970 6,84 20 0,000000 8,000000 6,01 In the embodiment of 27 the mirror surface of the second mirror S2 is again spherically curved, so that both the mirror surfaces are spherically curved and also all the curved surfaces of the lenses of the lens. The exact optic data of the OB lens from 27 can be found in Table 9 below. Table 9 AREA RADIUS THICKNESS MATERIAL refractive index HALF DIAMETER 1 33.444354 5.000000 SILUV 1.560970 1.42 2 -7.498223 -0.148830 1.32 3 -7.518181 5.000000 CAFUV 1.501395 1.34 4 12.933991 323.543155 1.20 5 131.203833 10.006512 SILUV 1.560970 3.14 6 71.123518 112.996827 3.09 7 41.207590 -112.996827 REFL 5.01 8th 71.123518 -10.006512 SILUV 1.560970 33.08 9 131.203833 10.006512 REFL 1.560970 37.59 10 71.123518 112.996827 34.33 11 41.207590 8.291319 SILUV 1.560970 24,89 12 143.335781 1.987596 24.28 13 526.280351 41.874449 SILUV 1.560970 24,10 14 118.349618 4.931757 13.27 15 18.574922 3.432321 SILUV 1.560970 10.67 16 26.169420 -0.071095 9.77 17 10.176749 3.836732 SILUV 1.560970 8.48 18 11.127533 2.842969 7.07 19 0.000000 2.000000 SILUV 1.560970 6.84 20 0.000000 8.000000 6.01

21 bezeichnet einen Punkt in der Objektebene. In 28 und 29 sind die longitudinale sphärische Aberration sowie die chromatische Fokusverschiebung des Objektivs OB von 27 dargestellt. In 30a–30c sind di chromatischen Queraberrationen des Objektivs von 27 dargestellt. Die Darstellung in 28 bis 30 sind entsprechend den Darstellungen von 2 bis 4 ausgeführt. 21 denotes a point in the object plane. In 28 and 29 are the longitudinal spherical aberration as well as the chromatic focus shift of the objective OB of 27 shown. In 30a - 30c are the chromatic transverse aberrations of the lens of 27 shown. The representation in 28 to 30 are according to the representations of 2 to 4 executed.

In 31 ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Objektivs OB dargestellt. Bei dieser Ausführungsform sind beide Spiegelflächen der Spiegel S1 und S2 auf einem einzigen Glaskörper (nämlich auf der ersten Linse L1) angebracht. Dabei sind beide Spiegelflächen als Rückflächenverspiegelung ausgeführt. Die Verspiegelung des zweiten Spiegels 12 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Grenzfläche des Glaskörpers L1 (bis auf den Abschnitt für den Strahldurchtritt des in das Objektiv OB einfallenden Lichtes), wohingegen sich die Spiegelfläche des ersten Spiegels S1 nur über etwa ein Fünftel des Durchmessers der entsprechenden Grenzfläche des Glaskörpers L1 erstreckt. Ferner weist der Bereich der Verspiegelung für den ersten Spiegel S1 in der Grenzfläche eine deutlich andere Krümmung auf als der restliche Bereich dieser Grenzfläche.In 31 a further embodiment of the objective OB according to the invention is shown. In this embodiment, both mirror surfaces of the mirrors S1 and S2 are mounted on a single glass body (namely on the first lens L1). Both mirror surfaces are designed as Rückflächenverspiegelung. The mirroring of the second mirror 12 extends substantially over the entire interface of the glass body L1 (except for the beam passage portion of the incident light in the objective OB), whereas the mirror surface of the first mirror S1 extends only over about one fifth of the diameter of the corresponding interface of the glass body L1 , Furthermore, the area of the mirroring for the first mirror S1 in the interface has a significantly different curvature than the remaining area of this interface.

Die Optikdaten für das Objektiv OB von 31 sind in der nachfolgenden Tabelle 10 angegeben. Tabelle 10 FLÄCHE RADIUS DICKE MATERIAL BRECHUNGSINDEX HALBER DURCHMESSER 1 9,862867 6,088095 SILUV 1,560970 1,49 2 15,734734 1,001715 1,10 3 –36,057747 6,088095 CAFUV 1,501395 1,05 4 7,500451 499,178158 0,85 5 59,748650 37,017925 SILUV 1,560970 6,16 6 10,295358 –37,017925 REFL 1,560970 5,01 7 59,748650 38,017925 REFL 1,560970 39,82 8 26,731563 10,443769 22,11 9 138,842010 3,975724 SILUV 1,560970 22,04 10 –1101,000365 20,105427 21,76 11 –35,635237 1,998041 SILUV 1,560970 18,16 12 –175,934215 0,197252 18,62 13 41,022046 7,640457 SILUV 1,560970 18,95 14 1420,029954 0,247384 18,49 15 22,333175 8,526415 SILUV 1,560970 16,76 16 117,697561 2,458152 15,76 17 –131,777405 21,631558 SILUV 1,560970 15,37 18 –75,161858 0,201158 7,27 19 0,000000 2,000000 SILUV 1,560970 6,85 20 0,000000 8,000000 6,02 The optical data for the OB objective from 31 are given in Table 10 below. Table 10 AREA RADIUS THICKNESS MATERIAL refractive index HALF DIAMETER 1 9.862867 6.088095 SILUV 1.560970 1.49 2 15.734734 1.001715 1.10 3 -36.057747 6.088095 CAFUV 1.501395 1.05 4 7.500451 499.178158 0.85 5 59.748650 37.017925 SILUV 1.560970 6.16 6 10.295358 -37.017925 REFL 1.560970 5.01 7 59.748650 38.017925 REFL 1.560970 39.82 8th 26.731563 10.443769 22.11 9 138.842010 3.975724 SILUV 1.560970 22.04 10 -1,101.000365 20.105427 21.76 11 -35.635237 1.998041 SILUV 1.560970 18.16 12 -175.934215 0.197252 18.62 13 41.022046 7.640457 SILUV 1.560970 18,95 14 1420.029954 0.247384 18,49 15 22.333175 8.526415 SILUV 1.560970 16.76 16 117.697561 2.458152 15.76 17 -131.777405 21.631558 SILUV 1.560970 15.37 18 -75.161858 0.201158 7.27 19 0.000000 2.000000 SILUV 1.560970 6.85 20 0.000000 8.000000 6.02

21 bezeichnet einen Punkt in der Objektebene. In 32 und 33 sind die longitudinale sphärische Aberration sowie die chromatische Phasenverschiebung des Objektivs OB von 31 dargestellt. In 34a–c sind die chromatischen Queraberrationen des Objektivs OB von 31 dargestellt. Die Darstellung der 32 bis 34 ist in gleicher Weise wie die in den 2 bis 4 ausgeführt. 21 denotes a point in the object plane. In 32 and 33 are the longitudinal spherical aberration as well as the chromatic phase shift of the objective OB of 31 shown. In 34a -C are the chromatic transverse aberrations of the objective OB of 31 shown. The presentation of the 32 to 34 is the same as the one in the 2 to 4 executed.

Bei allen beschriebenen Objektiven OB weisen die Linsen nur ein Linsenmaterial auf. Es kann z.B. Quarz oder Kalziumfluorid verwendet werden. Die Obskuration der Objektive beträgt stets 30%. Unter x-% Obskuration wird hier folgendes verstanden:
Strahlen, die vom Objekt in die inneren x % der Eintrittspupille des Objektivs OB fallen, werden von obstruierenden Elementen des Objektivs OB abgefangen und erreichen die Bildebene nicht.In all described OB lenses, the lenses have only one lens material. It can be used eg quartz or calcium fluoride. The obscuration of the lenses is always 30%. By x% obscuration is meant here:
Rays which fall from the object into the inner x% of the entrance pupil of the objective OB are intercepted by obstructing elements of the objective OB and do not reach the image plane.

Die Objektive sind insbesondere so ausgelegt, daß der Strahlengang kleine Einfallswinkel aufweist. So ist in der Regel der Einfallswinkel etwa nur einmal größer als die numerische Apertur, ansonsten sind die Einfallswinkel kleiner 80% der numerischen Apertur. Die numerische Apertur der beschriebenen Objektive beträgt 0,6.The Lenses are especially designed so that the beam path small angle of incidence having. So usually the angle of incidence is just about once greater than the numerical aperture, otherwise the angles of incidence are smaller 80% of the numerical aperture. The numerical aperture of the described Lenses is 0.6.

Ferner sind die Objektive OB breitbandig achromatisiert. Zur breitbandigen Achromatisierung kann folgendes Maß herangezogen werden. Werden ein Material mit einer gegebenen Brechzahl (bei der Hauptwellenlänge) und einer gegebenen Dispersion verwendet, so ist die monochromatische Korrektur in einem Wellenlängenbereich [λ1, λ2] für den Achspunkt beugungsbegrenzt (d.h. rms der Wellenfront < λ/14), wenn folgende Bedingungen für λ1, λ2 gilt:

Figure 00160001
wobei n(λi) die Brechzahl bei der Wellenlänge λi und λ0 die Hauptwellenlänge (z.B. (λ1 + λ2)/2) bezeichnet. Die Normierung auf NA4 soll der Tatsache Rechnung tragen, daß die bezüglich der Korrektur günstigen Designs bei größeren Aperturen in der Regel durch den Gaußfehler begrenzt werden, der typischerweise in der Apertur in vierter Potenz variiert.Furthermore, the objectives OB are broadband achromatisiert. For broadband achromatization the following measure can be used. When a material having a given refractive index (at the main wavelength) and a given dispersion is used, the monochromatic correction in a wavelength region [λ 1 , λ 2 ] is diffraction-limited for the axis point (ie rms of the wavefront <λ / 14), if the following Conditions for λ 1 , λ 2 are:
Figure 00160001
where n (λ i ) denotes the refractive index at the wavelength λ i and λ 0 the main wavelength (eg, (λ 1 + λ 2 ) / 2). The normalization to NA 4 is intended to account for the fact that the correction-favorable designs at larger apertures are typically limited by the Gaussian error, which typically varies in the fourth power aperture.

Die Normierung auf λ0 soll die Tatsache der „Beugungsbegrenzung" sicherstellen. Die beschriebenen Objektive sind in der nachfolgenden Tabelle 11 bezüglich dieser Eigenschaft analysiert: Tabelle 11 Abbildung Fig 1 Fig. 5 Fig. 9 Fig. 15 Fig. 19 Fig. 23 Fig. 27 Fig. 31 λ1 191.80 190.86 191.48 191.15 191.08 190.52 192.78 191.70 λ2 194.10 196.60 194.64 194.85 194.87 196.05 193.15 194.25 Index (λ1) 1.562922 1.564493 1.563453 1.564004 1.564122 1.565070 1.561324 1.563088 Index (λ2) 1.559231 1.555447 1.558394 1.558072 1.550841 1.556260 1.560730 1.558997 1E6·A0 53.1 130.2 72.8 85.4 191.1 126.8 8.5 58.9 The normalization to λ 0 should ensure the fact of "diffraction limitation." The described objectives are analyzed in Table 11 below for this property: Table 11 Illustration Fig. 1 Fig. 5 Fig. 9 Fig. 15 Fig. 19 Fig. 23 Fig. 27 Fig. 31 λ 1 191.80 190.86 191.48 191.15 191.08 190.52 192.78 191.70 λ 2 194.10 196.60 194.64 194.85 194.87 196.05 193.15 194.25 Index (λ 1 ) 1.562922 1.564493 1.563453 1.564004 1.564122 1.565070 1.561324 1.563088 Index (λ 2 ) 1.559231 1.555447 1.558394 1.558072 1.550841 1.556260 1.560730 1.558997 1E6 · A 0 53.1 130.2 72.8 85.4 191.1 126.8 8.5 58.9

Zur Vollachromatisierung ist zu sagen, daß es nicht zwingend ist, daß die chromatische Längsaberration ein Minimum aufweist, d.h. daß man im sekundären Spektrum ist. Es kann hier auch ein im wesentlichen flacher Verlauf der chromatischen Längsaberration, in der Nähe des Minimums, gewählt werden, insbesondere vor dem Hintergrund der Balance von chromatischer Längsaberration und Gaußfehler.to Full achromatization is to say that it is not mandatory that the chromatic Longitudinal aberration has a minimum, i. that he in the secondary Spectrum is. It can also be a substantially flat course here the chromatic longitudinal aberration, near of the minimum, chosen be, especially against the background of the balance of chromatic Longitudinal aberration and Gaussian errors.

Bei allen beschriebenen Ausführungsformen sind alle Linsen des Objektivs aus dem gleichen Material. Die Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen können, soweit sinnvoll, beliebig miteinander kombiniert werden.at all described embodiments All lenses of the lens are made of the same material. The characteristics the described embodiments can, as far as appropriate, can be combined with each other.

Claims (22)

Katadioptrisches Objektiv (OB) mit einer ersten konvex gekrümmten Spiegelfläche (S1), einer zweiten konkav gekrümmten Spiegelfläche (S2), einer ersten Linse (L1) zwischen beiden Spiegelflächen (S1, S2) und mindestens einer weiteren Linse, wobei alle Linsen aus dem gleichen Material gebildet sind.Catadioptric Lens (OB) with one first convex curved mirror surface (S1), a second concave curved mirror surface (S2), one first lens (L1) between both mirror surfaces (S1, S2) and at least another lens, with all lenses of the same material are formed. Objektiv nach Anspruch 1, bei dem die erste Linse negative Brechkraft aufweist.The lens of claim 1, wherein the first lens has negative refractive power. Objektiv nach einem der obigen Ansprüche, bei dem alle gekrümmten Grenzflächen aller Linsen des Objektivs (OB) sphärisch gekrümmt ausgebildet sind.Lens according to one of the above claims, at all curved interfaces all lenses of the lens (OB) are spherically curved. Objektiv nach einem der obigen Ansprüche, bei dem beide Spiegelflächen (S1, S2) sphärisch gekrümmt ausgebildet sind.Lens according to one of the above claims, at both mirror surfaces (S1, S2) spherical formed curved are. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die konkave Spiegelfläche (S2) asphärisch gekrümmt und die konvexe Spiegelfläche (S1) sphärisch gekrümmt ausgebildet ist.Lens according to one of claims 1 to 3, wherein the concave mirror surface (S2) aspheric bent and the convex mirror surface (S1) spherical bent is trained. Objektiv nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die konkave Spiegelfläche (S2) als Rückflächenverspiegelung auf der ersten Linse (L1) ausgebildet ist.Lens according to one of the above claims, at the concave mirror surface (S2) as Rückflächenverspiegelung is formed on the first lens (L1). Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die konkave Spiegelfläche (S2) als von der ersten Linse (L1) beabstandete Spiegelfläche ausgebildet ist.Lens according to one of claims 1 to 5, wherein the concave mirror surface (S2) is formed as a mirror surface spaced from the first lens (L1) is. Objektiv nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die konvexe Spiegelfläche (S1) als von der ersten Linse (L1) beabstandete Spiegelfläche ausgebildet ist.Lens according to one of the above claims, at the convex mirror surface (S1) is formed as a mirror surface spaced from the first lens (L1) is. Objektiv nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die konvexe Spiegelfläche (S1) als Verspiegelung auf der zur ersten Linse direkt benachbarten Linse ausgebildet ist.Lens according to one of the above claims, at the convex mirror surface (S1) as a reflection on the directly adjacent to the first lens Lens is formed. Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die konvexe Spiegelfläche (S1) als Rückflächenverspiegelung der ersten Linse (L1) ausgebildet ist.Objective according to one of claims 1 to 8, wherein the convex mirror surface (S1) as back surface mirroring the first lens (L1) is formed. Objektiv nach einem der obigen Ansprüche, bei dem jede Spiegelfläche (S1, S2) den Strahlengang genau einmal faltet.Lens according to one of the above claims, at every mirror surface (S1, S2) folds the beam path exactly once. Objektiv nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die erste Linse (L1) genau zweimal vom Strahlengang und die restliche Linse genau einmal vom Strahlengang durchlaufen werden.Lens according to one of the above claims, at the first lens (L1) exactly twice from the beam path and the the remaining lens is traversed exactly once from the beam path. Objektiv nach einem der obigen Ansprüche, bei dem die numerische Apertur im Bereich zwischen 0,5 und 0,8 liegt.Lens according to one of the above claims, at the numerical aperture is in the range between 0.5 and 0.8. Objektiv nach einem der obigen Ansprüche, bei dem der Arbeitsabstand im Bereich von 5 bis 10 mm liegt.Lens according to one of the above claims, at the working distance is in the range of 5 to 10 mm. Objektiv nach einem der obigen Ansprüche, bei dem der Eintrittspupillendurchmesser im Bereich von 5 bis 15 mm liegt.Lens according to one of the above claims, at the entrance pupil diameter in the range of 5 to 15 mm lies. Objektiv nach einem der obigen Ansprüche, bei dem das Objektiv für Wellenlängen von kleiner als 200 nm ausgelegt ist.Lens according to one of the above claims, at the lens for wavelength is designed smaller than 200 nm. Objektiv nach einem der obigen Ansprüche, bei dem der chromatische Längsfehler im primären Spektrum korrigiert ist.Lens according to one of the above claims, at the chromatic longitudinal error in the primary Spectrum is corrected. Objektiv nach einem der obigen Ansprüche, bei dem der chromatische Längsfehler einen im wesentlichen flachen Gang in der Nähe des Minimums aufweist.Lens according to one of the above claims, at the chromatic longitudinal error has a substantially flat gear near the minimum. Objektiv nach einem der obigen Ansprüche, welches mindestens eine planparallele Platte aus dem gleichen Material wie das Material der Linsen enthält.Objective according to one of the preceding claims, which at least one plane-parallel plate made of the same material as contains the material of the lenses. Mikroskopoptik mit einem Objektiv nach einem der obigen Ansprüche, die ferner eine Tubusoptik (TO) aufweist, die rein refraktiv ausgebildet ist.Microscope optics with a lens according to one of the above claims, further comprising a tube optic (TO), which is designed purely refractive is. Mikroskopoptik nach Anspruch 20, bei der die Tubusoptik (TO) Linsen aus zwei unterschiedlichen Materialien zur Korrektur des Farbquerfehlers aufweist.Microscope optics according to claim 20, in which the tube optics (TO) lenses made of two different materials for correction of the lateral chromatic aberration. Mikroskop mit einem Objektiv nach einem der Ansprüche 1 bis 19.Microscope with a lens according to one of claims 1 to 19th
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