DE102007051291A1 - Adaptierbares optisches System - Google Patents

Adaptierbares optisches System Download PDF

Info

Publication number
DE102007051291A1
DE102007051291A1 DE200710051291 DE102007051291A DE102007051291A1 DE 102007051291 A1 DE102007051291 A1 DE 102007051291A1 DE 200710051291 DE200710051291 DE 200710051291 DE 102007051291 A DE102007051291 A DE 102007051291A DE 102007051291 A1 DE102007051291 A1 DE 102007051291A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
optical system
optical
temperature gradient
lenses
introducing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE200710051291
Other languages
English (en)
Other versions
DE102007051291B4 (de
Inventor
Stefan Dr. Franz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jenoptik Optical Systems GmbH
Original Assignee
Jenoptik Optical Systems GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jenoptik Optical Systems GmbH filed Critical Jenoptik Optical Systems GmbH
Priority to DE200710051291 priority Critical patent/DE102007051291B4/de
Priority to PCT/DE2008/001776 priority patent/WO2009052819A2/de
Publication of DE102007051291A1 publication Critical patent/DE102007051291A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102007051291B4 publication Critical patent/DE102007051291B4/de
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0081Simple or compound lenses having one or more elements with analytic function to create variable power
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/02Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective
    • G02B15/04Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective by changing a part

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

Bei einem adaptierbaren optischen System besteht die Aufgabe, ein wenig störanfälliges aktives System zur Verfügung zu stellen, mit dem unterschiedliche thermisch abhängige Abbildungseigenschaften variiert werden können, um Temperaturschwankungen in einem weiten Temperaturbereich ausgleichen zu können. Das adaptierbare optische System enthält in mindestens einer Fassung mindestens eine optische Komponente, bestehend aus einem Material mit thermisch abhängigem Brechungsindex und/oder Ausdehnungskoeffizienten und Mittel zum Einbringen eines Temperaturgradienten in das optische System als Temperaturdifferenz zwischen optischen Komponenten oder in mindestens eine optische Komponente, wobei durch den einzubringenden Temperaturgradienten Brechkraft oder Korrektionszustand des optischen Systems veränderbar sind. Eine energetisch besonders günstige Variante besteht darin, Kühl- und Heizelemente zu kombinieren.

Description

  • Bei Objektiven, insbesondere bei solchen, die ihre optische Leistung bei unterschiedlichen Temperaturen erbringen müssen, besteht außer einer thermischen Ausdehnung des optischen Materials sowie der mechanischen Fassungen, das Hauptproblem einer starken Temperaturabhängigkeit des Brechungsindex. Es ist deshalb vor allem erforderlich, Maßnahmen durchzuführen, um mit veränderlichen Brechungsindizes verbundenen Brennweitenänderungen aber auch thermischen Ausdehnungen entgegenzuwirken. Hierzu sind passiv und aktiv wirkende Systeme sowie Systeme geeignet, die sowohl eine passive als auch eine aktive Athermalisierung in sich vereinen.
  • Passive Systeme, wie z. B. aus der DE 199 21 492 A1 (afokales Teleskop) und der DE 33 20 092 A1 (Korrektur chromatischer und thermischer Aberration) bekannt, erreichen durch eine gezielte Auswahl optischer Materialien einen Kompensationseffekt, so dass temperaturbedingte Änderungen der Abbildungseigenschaften vermieden werden können.
  • Die JP 61 097 608 A beschreibt eine Linsenfassung aus zwei Materialien mit unterschiedlichem Ausdehnungskoeffizienten. Bei einer Temperaturänderung wird die Linse derart verformt, dass deren Brechkraftänderung kompensiert wird.
  • Aktive Systeme setzen üblicherweise mechanische Verstelleinrichtungen mit motorischen Antrieben oder Piezostellern ein, die thermisch bedingte Änderungen, insbesondere des Fokuszustandes ausgleichen oder Brennweitenänderungen vornehmen können. Von Nachteil ist es, dass mechanische Verstelleinrichtungen einem Verschleiß unterliegen, wodurch die Zuverlässigkeit beeinträchtigt werden kann.
  • In der US 2005/041301 A1 wird eine flüssige Linse derart verformt, dass die Brechkraftänderung einer Kunststofflinse kompensiert wird.
  • Es besteht die Aufgabe, ein wenig störanfälliges aktives System zur Verfügung zu stellen, das Temperaturschwankungen in einem weiten Temperaturbereich durch Variation unterschiedlicher thermisch abhängiger Abbildungseigenschaften ausgleichen kann.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch ein adaptierbares optisches System gelöst, das in mindestens einer Fassung mindestens eine optische Komponente, bestehend aus einem Material mit thermisch abhängigem Brechungsindex und/oder Ausdehnungskoeffizienten und Mittel zum Einbringen eines Temperaturgradienten in das optische System als Temperaturdifferenz zwischen optischen Komponenten oder in mindestens eine optische Komponente enthält, wobei durch den einzubringenden Temperaturgradienten Brechkraft oder Korrektionszustand des optischen Systems veränderbar sind.
  • Werden zusätzlich Mittel zum Regeln des Temperaturgradienten vorgesehen, lassen sich die Brechkraft oder der Korrektionszustand des optischen Systems stabilisieren.
  • Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das optische System als optische Komponenten mindestens ein Paar optischer Linsen mit thermisch beeinflussbarem Brechungsindex enthält und der einzubringende Temperaturgradient als Temperaturunterschied zwischen den Linsen ausgebildet ist, wobei innerhalb einer jeden Linse eine homogene Temperaturverteilung vorherrschen soll. Für das Linsenpaar, bestehend aus einer Linse mit positiver Brechkraft und einer Linse mit negativer Brechkraft, die in getrennten Fassungen gehaltert sind, ist als Mittel zum Einbringen des Temperaturgradienten ein Peltierelement vorgesehen, das mit beiden Fassungen im thermischen Kontakt steht, um eine der Linsen über eine der Fassungen zu kühlen und die andere der Linsen über die andere der Fassungen zu heizen.
  • Peltierelemente weisen gegenüber einer alternativ einsetzbaren Heizung zur Aufheizung von einer der beiden Linsen einen Vorteil auf, da sie bei gleichem Energieeintrag in das optische Teilsystem eine höhere Temperaturdifferenz im System erzeugen.
  • Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht als eine optische Komponente in dem optischen System einen sphärischen oder parabolischen Spiegel aus einem Spiegelsubstrat mit thermisch abhängigem Ausdehnungskoeffizienten vor, wobei der in das Spiegelsubstrat einzubringende Temperaturgradient zur Spiegelverformung vorgesehen ist. Der Spiegel weist auf seiner Rückfläche als Mittel zum Einbringen des Temperaturgradienten eine Heiz- und/oder Kühlelementestruktur zur lokal differenzierten Temperierung auf, die in ihrer geometrischen Anordnung und in der Ansteuerung derart ausgebildet ist, dass eine gewünschte Temperaturverteilung in das Spiegelsubstrat eingebracht werden kann.
  • Das Einbringen von Wärme kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen. Es kann eine Heizelementestruktur mit Widerstandsheizelementen vorgesehen sein, die durch Wärmeleitung eine lokal differenzierte Erwärmung des Spiegelsubstrats hervorrufen kann. Es kann aber auch eine als projiziertes Wärmestrahlungsmuster oder als Konvektionsheizung ausgebildete Heizelementestruktur vorgesehen sein.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen adaptierbaren optischen Systems sind die optischen Komponenten transmittierend ausgebildet, wobei die Mittel zum Einbringen des Temperaturgradienten mit mindestens einer optischen Komponente im thermischen Kontakt stehen.
  • Die transmittierenden optischen Komponenten können als optische Linsen oder als Planplatten ausgebildet sein.
  • Als Mittel zum Einbringen des Temperaturgradienten eignen sich sowohl einzelne Heiz- und/oder Kühlelemente als auch strukturierte Heizungen, die am Umfang, auf der Oberfläche oder im Volumen der optischen Komponente vorgesehen sein können.
  • Die Erfindung kann weiterhin derart ausgestaltet sein, dass eine optische Komponente ein Planplattenpaar, bestehend aus einer ersten und einer zweiten Planplatte umfasst, wobei die Mittel zum Einbringen des Temperaturgradienten im Mittenbereich zwischen den beiden Planplatten angeordnet sind, und die Fassung als Wärmesenke ausgebildet ist, wodurch in den beiden Planplatten ein Temperaturgradient erzeugbar ist, der von der Mitte der Planplatten zum Planplattenrand gerichtet ist.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.
  • Die Erfindung ist besonders für Systeme aus optischen Materialien mit stark temperaturabhängigem Brechungsindex, wie z. B. Germanium oder Silizium geeignet, die in Infrarotsystemen zum Einsatz kommen. Hierbei bietet sich eine Integration der Temperierungsmittel in das Halbleitermaterial an.
  • Jedoch beschränkt sich die Anwendung der Erfindung nicht ausschließlich auf Infrarotsysteme, sondern ist auch für UV-Systeme und für VIS-Systeme anwendbar.
  • UV-Systeme, bei denen z. B. Kalziumfluorid oder Quarz als optisches Material verwendet wird, können trotz einer wesentlich geringeren Temperaturabhängigkeit des Brechungsindex als bei Germanium oder Silizium ebenfalls ein Temperaturproblem aufweisen, denn die unter Laborbedingungen auftretenden geringen Temperaturschwankungen können bereits ausreichend sein, um die Brechkraftspezifikation, wie z. B. bei Teleskopen, unzulässig zu überschreiten. Ähnliche Probleme können bei Objektiven auftreten, indem sich der Arbeitsabstand oder der Korrektionszustand aufgrund von Brechkraftschwankungen ändert.
  • Ferner ist die Erfindung dafür geeignet, Fehler höherer Ordnung (Öffnungsfehler) zu minimieren, die insbesondere bei Objektiven großer Öffnungsweite auftreten. Hierzu wäre z. B. ein Linsenpaar innerhalb des Objektivs mit einem Temperaturunterschied zu beaufschlagen.
  • Die Erfindung soll nachstehend anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigen:
  • 1 eine optische Komponente aus einer Linsenkombination sphärischer oder asphärischer Linsen, die für eine Fokuskorrektor ausgebildet ist
  • 2 eine qualitative Darstellung des Verlaufes der Brechkraft f' und/oder der sphärischen Aberration in Abhängigkeit vom Temperaturunterschied zwischen den Linsen einer Linsenkombination gemäß 1
  • 3 ein mit Mitteln zum Regeln des Temperaturgradienten ausgestattetes adaptives optisches System
  • 4 einen Spiegel mit Korrektionsfunktion
  • 5 eine qualitative Darstellung einer mit der Spiegelkonfiguration gemäß 4 gesteuerten Phasenfunktion der Wellenfront
  • 6 ein transmissives Phasenkorrektionselement
  • 7 eine qualitative Darstellung einer mit einem Phasenkorrektionselement gemäß 6 gesteuerten Phasenfunktion
  • 8 eine erste Peltierelementanordnung zur Erzeugung einer Temperaturverteilung in der optischen Linse
  • 9 eine zweite Peltierelementanordnung zur Erzeugung einer Temperaturverteilung in der optischen Linse
  • 10 eine erste Temperieranordnung für UV-Optiken
  • 11 eine zweite Temperieranordnung für UV-Optiken
  • 1 zeigt eine optische Komponente, bestehend aus zwei, in Fassungen 1, 2 gehalterten Linsen 3, 4, aus identischem oder unterschiedlichem Material, dessen Brechungsindex sich mit der Temperatur ändert. Die beiden Linsen 3, 4 weisen ähnliche, aber entgegengesetzt wirkende Brechkräfte auf, so dass bei gleicher Temperierung eine Brechkraft von null resultiert, wodurch die optische Komponente optische Eigenschaften besitzt, die einer Planplatte ähneln.
  • Zwischen die Fassungen 1, 2 ist in dem Fassungsstapel ein Peltierelement 5 eingebracht, das sich über die gesamte Fassungsstirnfläche erstreckt. Elektrische Anschlüsse 6, 7 dienen einer steuerbaren Stromzufuhr zu dem Peltierelement 5, das dafür vorgesehen ist, über die Fassungen 1, 2 sich voneinander unterscheidende Temperaturen in den beiden Linsen 3, 4 einzustellen. In jeder der Linsen 3, 4 soll die Temperaturverteilung bei diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen konstant sein, d. h. sie soll keinen wesentlichen Temperaturgradienten in irgendeine Richtung aufweisen. Durch den erzeugten Temperaturunterschied zwischen den beiden Linsen 3, 4 erhält die optische Komponente eine von null verschiedene Brechkraft, die je nach der an dem Peltierelement 5 angelegten Spannung positiv oder negativ sein kann.
  • Das Peltierelement 5 weist als Mittel zur Temperierung aufgrund seiner gleichzeitig kühlenden und heizenden Eigenschaften wesentliche Vorteile gegenüber einer alternativ einsetzbaren Heizung auf. Da zwischen den beiden Linsen 3, 4 ein Temperaturunterschied zu erzeugen ist, werden diese Eigenschaften des Peltierelementes 5 effektiv ausgenutzt, so dass die in die optische Komponente einzubringende thermische Leistung reduziert werden kann. Thermische Kopplung und Isolation sind geeignet auszuführen, Verlustleistung ist über einen thermischen Kontakt nach außen abzuführen.
  • In einer anderen Ausführung gemäß 3 ist ein adaptives optisches System AOS zur Stabilisierung der Brechkraft oder des Korrektionszustandes mit Mitteln zum Regeln der Temperaturdifferenz ausgestattet, die eine Regeleinrichtung 8 sowie auf die Linsen 3, 4, das adaptive optische System und auf einen Bereich außerhalb des adaptiven optischen Systems verteilte Temperaturfühler 9 umfassen.
  • Weiterhin ist es möglich, auch eine echte Regelung nach optischen Parametern (Fokussierung, Wellenfrontaberration) durchzuführen, wenn anstelle der Außentemperatur ein solcher Parameter direkt gemessen wird.
  • Der in 4 gezeigte und auf einer Wärmesenke 10 aufgebrachte sphärisch oder parabolisch ausgebildete Spiegel 11 weist auf seiner Rückseite eine Struktur aus Heiz- und/oder Kühlelementen 12 auf. Die Heiz- und/oder Kühlelemente 12 sind einzeln ansteuerbar, um auf dem Spiegel 11 eine gewünschte Temperaturverteilung zu erzeugen, über die z. B. die Phasenfunktion Y über dem Radius R entsprechend 5 verändert werden kann.
  • Der Spiegel 11 sollte als adaptives Bauteil entsprechend dünn ausgeführt sein, da in diesem Ausführungsbeispiel der temperaturabhängige Ausdehnungskoeffizient des Spiegelsubstrats ausgenutzt wird.
  • Adaptive Bauteile können insgesamt auch transparent ausgeführt sein. Das kann z. B. dadurch erfolgen, dass für die optische Strahlung transparentes Material für eine Heizelementestruktur verwendet wird. Dabei kann es vorteilhaft sein, die Heizelementestruktur in oder unter die Oberfläche des optischen Elementes zu integrieren, wie es z. B. in Halbleiterprozessen üblich ist.
  • Bei dem in 6 gezeigten Phasenkorrektionselement sind zwei Platten 13, 14, die z. B. aus Silizium oder einem anderen Halbleiter bestehen sollen, in einer gemeinsamen Fassung 15 gehaltert. Zwischen den beiden Platten 13, 14 ist ein bevorzugt als elektrischer Widerstand ausgebildetes Heizelement 16 eingebettet. Das Heizelement 16 lässt sich vorteilhaft durch Dotierung des Halbleiters herstellen, wodurch ein lokaler Höhenaufbau vermieden werden kann. Transparente Elektroden 17, 18 gewährleisten die Transparenz des Phasenkorrektionselementes, bei dem das Heizelement 16 in der Elementmitte zwischen den aneinander gefügten Platten 13, 14 liegt.
  • Die gleichzeitig als Wärmesenke fungierende Fassung 15 wird auf einer kühleren Temperatur als die Siliziumplatten 13, 14 gehalten, so dass sich ein von der Mitte des Phasenkorrektionselementes zur Fassung 15 gerichteter Temperaturgradient ausbildet. Die dazugehörige Phasenfunktion ist in 7 gezeigt. Mit diesem Phasenkorrektionselement gemäß 6 lassen sich gezielt Öffnungsfehler korrigieren.
  • Bringt man andere Strukturen auf, können auch Abbildungsfehler höherer Ordnung korrigiert werden. Mit einer universelleren Anordnung der Heiz-/Kühlelemente, wie sie z. B. für Anzeigegeräte (Pixel) oder elektrostatisch verformbare Spiegel (Ringe oder Ringsektoren) verwendet werden, kann auch eine frei programmierbare Abbildungsfunktion realisiert werden.
  • Die in den 8 und 9 gezeigten Peltierelementanordnungen sind zur Erzeugung unterschiedlicher Temperaturverteilungen in einer Linse 19, 20 vorgesehen, so dass durch eine Änderung des Brechzahlgradienten eine astigmatische Wellenfrontdeformation herbeigeführt werden kann. Die Peltierelemente 21, 22 sind in beiden Ausführungen um den Linsenumfang 23, 24 der Linsen 19, 22 verteilt angeordnet, um selektiv zu erwärmen oder zu kühlen, was durch eine punktiert skizzierte Wärmeverteilung verdeutlicht werden soll. Astigmatismus ist dadurch in gewissen Grenzen in der Stärke und der Orientierung einstellbar.
  • Während die Peltierelemente 21 in 8 mit beiden thermisch wirksamen Seiten in thermischem Kontakt mit dem Linsenumfang 23 stehen, sind die Peltierelemente 22 in 9 über einen Fassungsring 25 einseitig thermisch kurzgeschlossen und nur über die jeweils andere thermisch wirksame Seite mit dem Linsenumfang 24 verbunden, um die erforderliche Nenntemperatur in der Linse einstellen zu können.
  • Zur Sicherstellung des thermischen Kontaktes zwischen den Peltierelementen 21, 22 und dem Linsenumfang 23, 24 eignen sich Wärmekontaktelemente 26, 27, die durch Löten auf oberflächlichen Metallisierungen des Linsenumfanges 23, 24 oder mittels Kitt oder Wärmeleitpasten auf dem Linsenumfang 23, 24 aufgebracht sind.
  • UV-Optiken werden üblicherweise in spannungsarmen Fassungen gehaltert, die im Wesentlichen nur einen punktförmigen Kontakt zu den optischen Elementen aufweisen, wodurch eine Temperierung über die Fassung unvorteilhaft ist.
  • Deshalb sind bei Linsenkombination gemäß 10 und 11 das Fassen von Linsen 2832 und das Temperieren funktionell getrennt. Bei der Ausführung gemäß 10 ist vorgesehen, lediglich eine der Linsen 30 mit in Nuten umfänglich um die Linse 30 gewickeltem Heizdraht 33 zu erwärmen. Durch Anbringen eines Temperaturfühlers 34, 35 an der zu temperierenden Linse 30 und an mindestens einer weiteren Stelle am Objektiv 36 kann ein Regelkreis aufgebaut werden, wie er bereits anhand der Ausführung gemäß 3 beschrieben ist.
  • 11 zeigt eine Temperierung mittels Peltierelementen 37, bei der eine Temperaturdifferenz zwischen die in Fassungen 38, 39 gehalterten optischen Linsen 31, 32 über thermische Kontaktelemente 40 eingebracht wird, die mit dem Linsenumfang der Linsen 31, 32 in thermischem Kontakt stehen und die Peltierelemente 37 tragen. Durch Temperatursensoren 41, 42 an den Linsen 31, 32 ist die Voraussetzung einer Regelung des Temperaturunterschiedes zwischen den beiden Linsen 31, 32 gegeben.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 19921492 A1 [0002]
    • - DE 3320092 A1 [0002]
    • - JP 61097608 A [0003]
    • - US 2005/041301 A1 [0005]

Claims (27)

  1. Adaptierbares optisches System, das in mindestens einer Fassung (1, 2, 10, 15, 25, 38, 39) mindestens eine optische Komponente, bestehend aus einem Material mit thermisch abhängigem Brechungsindex und/oder Ausdehnungskoeffizienten und Mittel zum Einbringen eines Temperaturgradienten in das optische System als Temperaturdifferenz zwischen optischen Komponenten oder in mindestens eine optische Komponente enthält, wobei durch den einzubringenden Temperaturgradienten Brechkraft oder Korrektionszustand des optischen Systems veränderbar sind.
  2. Optisches System nach Anspruch 1, das Mittel zum Regeln des Temperaturgradienten aufweist, wodurch die Brechkraft oder der Korrektionszustand des optischen Systems stabilisierbar sind.
  3. Optisches System nach Anspruch 1 oder 2, das als optische Komponenten mindestens ein Paar optischer Linsen (3, 4, 31, 32) mit thermisch beeinflussbarem Brechungsindex enthält und der einzubringende Temperaturgradient als Temperaturunterschied zwischen den Linsen (3, 4, 31, 32) ausgebildet ist, wobei innerhalb einer jeden Linse (3, 4, 31, 32) eine homogene Temperaturverteilung vorherrscht.
  4. Optisches System nach Anspruch 3, bei dem das Linsenpaar aus einer Linse (3, 32) mit positiver und einer Linse (4, 31) mit negativer Brechkraft besteht.
  5. Optisches System nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei dem die Linsen (3, 4) in getrennten Fassungen (1, 2) gehaltert sind und als Mittel zum Einbringen des Temperaturgradienten mindestens ein Peltierelement (5) vorgesehen ist, das mit beiden Fassungen (1, 2) im thermischen Kontakt steht, um eine der Linsen (3, 4) über eine der Fassungen (1, 2) zu kühlen und die andere der Linsen (3, 4) über die andere der Fassungen (1, 2) zu heizen.
  6. Optisches System nach einem der Ansprüche 3 oder 4, bei dem die Linsen (31, 32) in getrennten Fassungen (1, 2) gehaltert sind und als Mittel zum Einbringen des Temperaturgradienten Peltierelemente (37) vorgesehen sind, die über thermische Kontaktelemente (40) mit beiden Linsen (31, 32) verbunden sind, um eine der Linsen (31, 32) zu kühlen und die andere der Linsen (3, 4) zu heizen.
  7. Optisches System nach Anspruch 3 oder 4, bei dem als Mittel zum Einbringen des Temperaturgradienten eine Heizung oder Kühlvorrichtung zur Änderung der Temperatur von einer der Linsen des optischen Systems vorgesehen ist.
  8. Optisches System nach Anspruch 1, das als optische Komponente einen sphärischen oder parabolischen Spiegel (11) aus einem Spiegelsubstrat mit thermisch abhängigem Ausdehnungskoeffizienten enthält, wobei der in das Spiegelsubstrat einzubringende Temperaturgradient zur Spiegelverformung vorgesehen ist.
  9. Optisches System nach Anspruch 8, bei dem der Spiegel (11) auf seiner Rückfläche als Mittel zum Einbringen des Temperaturgradienten eine Heiz- und/oder Kühlelementestruktur zur lokal differenzierten Temperierung aufweist.
  10. Optisches System nach Anspruch 9, bei dem die Heiz- und/oder Kühlelementestruktur in ihrer geometrischen Anordnung und in der Ansteuerung einzelner Heiz- und/oder Kühlelemente (12) derart ausgebildet ist, dass eine gewünschte Temperaturverteilung im Spiegelsubstrat erreichbar ist.
  11. Optisches System nach Anspruch 10, bei dem eine Heizelementestruktur mit Widerstandsheizelementen vorgesehen ist, die durch Wärmeleitung eine lokal differenzierte Erwärmung des Spiegelsubstrats hervorrufen.
  12. Optisches System nach Anspruch 10, bei dem eine als projiziertes Wärmestrahlungsmuster ausgebildete Heizelementestruktur vorgesehen ist.
  13. Optisches System nach Anspruch 10, bei dem zum Einbringen des Temperaturgradienten eine Konvektionsheizung vorgesehen ist.
  14. Optisches System nach Anspruch 1, das mindestens eine transmittierende optische Komponente enthält, die mit den Mitteln zum Einbringen des Temperaturgradienten im thermischen Kontakt steht.
  15. Optisches System nach Anspruch 14, bei dem die mindestens eine transmittierende optische Komponente als optische Linse (3, 4, 19, 20, 2832) ausgebildet ist.
  16. Optisches System nach Anspruch 14, bei dem als transmittierende optische Komponenten Planplatten (13, 14) vorgesehen sind.
  17. Optisches System nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem die Mittel zum Einbringen des Temperaturgradienten als einzelne Heiz- und/oder Kühlelemente ausgebildet sind.
  18. Optisches System nach Anspruch 15, bei dem als Mittel zum Einbringen des Temperaturgradienten in die optische Linse (19, 20) Peltierelemente (21, 22) vorgesehen sind, die im thermischen Kontakt mit dem Linsenumfang (23, 24) der optischen Linse (19, 20) stehen.
  19. Optisches System nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem die Mittel zum Einbringen des Temperaturgradienten als strukturierte Heizung am Umfang der optischen Komponente angebracht sind.
  20. Optisches System nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem die Mittel zum Einbringen des Temperaturgradienten als strukturierte Heizung auf der Oberfläche der optischen Komponente vorgesehen sind.
  21. Optisches System nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem die Mittel zum Einbringen des Temperaturgradienten als strukturierte Heizung im Volumen der optischen Komponente vorgesehen sind.
  22. Optisches System nach Anspruch 14, bei dem eine optische Komponente ein Planplattenpaar, bestehend aus einer ersten und einer zweiten Planplatte (13, 14) umfasst, wobei die Mittel zum Einbringen des Temperaturgradienten im Mittenbereich zwischen den beiden Planplatten (13, 14) angeordnet sind und die Fassung (15) als Wärmesenke ausgebildet ist, wodurch in den beiden Planplatten (13, 14) ein Temperaturgradient erzeugbar ist, der von der Mitte der Planplatten (13, 14) zum Planplattenrand gerichtet ist.
  23. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei dem die optischen Komponenten zum Einsatz im infraroten Spektralbereich ausgebildet sind.
  24. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei dem die optischen Komponenten zum Einsatz im ultravioletten Spektralbereich ausgebildet sind.
  25. Optisches System nach einem der Ansprüche 1 bis 22, bei dem die optischen Komponenten zum Einsatz im sichtbaren VIS-Spektralbereich ausgebildet sind.
  26. Verwendung eines optisches Systems nach einem der Ansprüche 1 bis 25 als Aktor zum gezielten Verändern von Abbildungseigenschaften.
  27. Verwendung eines optisches Systems nach einem der Ansprüche 2 bis 25 als Aktor in einem Regelkreis zum Konstanthalten von Abbildungseigenschaften.
DE200710051291 2007-10-24 2007-10-24 Adaptierbares optisches System Expired - Fee Related DE102007051291B4 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710051291 DE102007051291B4 (de) 2007-10-24 2007-10-24 Adaptierbares optisches System
PCT/DE2008/001776 WO2009052819A2 (de) 2007-10-24 2008-10-24 Adaptierbares optisches system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE200710051291 DE102007051291B4 (de) 2007-10-24 2007-10-24 Adaptierbares optisches System

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102007051291A1 true DE102007051291A1 (de) 2009-04-30
DE102007051291B4 DE102007051291B4 (de) 2010-02-11

Family

ID=40473914

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200710051291 Expired - Fee Related DE102007051291B4 (de) 2007-10-24 2007-10-24 Adaptierbares optisches System

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102007051291B4 (de)
WO (1) WO2009052819A2 (de)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011005840A1 (de) * 2011-03-21 2012-09-27 Carl Zeiss Smt Gmbh Steuerbare Mehrfachspiegelanordnung, optisches System mit einer steuerbaren Mehrfachspiegelanordnung sowie Verfahren zum Betreiben einer steuerbaren Mehrfachspiegelanordnung
DE102011084117A1 (de) 2011-10-07 2013-04-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Reflektives optisches Element für den EUV-Wellenlängenbereich, Verfahren zur Erzeugung und zur Korrektur eines solchen Elements, Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie mit einem solchen Element und Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem solchen Projektionsobjektiv
WO2015181222A1 (en) * 2014-05-28 2015-12-03 Fundació Institut De Ciències Fotòniques Adaptive thermal micro lens
US9606419B2 (en) 2014-03-21 2017-03-28 Fundació Institut De Ciències Fotòniques Adaptive photothermal lens
CN110537130A (zh) * 2017-03-02 2019-12-03 剑桥机电有限公司 形状记忆合金致动器组件
DE102018211596A1 (de) 2018-07-12 2020-01-16 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Herstellung eines reflektierenden optischen Elementes einer Projektionsbelichtungsanlage und reflektierendes optisches Element für eine Projektionsbelichtungsanlage, Projektionsobjektiv und Projektionsbelichtungsanlage
WO2020208110A1 (de) * 2019-04-12 2020-10-15 Jenoptik Optical Systems Gmbh Optische einheit und verfahren zum betreiben einer optischen einheit
WO2021190780A1 (de) 2020-03-24 2021-09-30 Carl Zeiss Smt Gmbh Vorrichtung zur erfassung einer temperatur, anlage zur herstellung eines optischen elementes und verfahren zur herstellung eines optischen elementes
DE102022200976A1 (de) 2022-01-31 2023-01-05 Carl Zeiss Smt Gmbh Kalibrierkörper und Verfahren zur Kalibrierung
WO2024061579A1 (de) 2022-09-23 2024-03-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Anordnung zum tempern mindestens eines teilbereichs eines optischen elementes

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015116962A1 (de) * 2015-10-06 2017-04-06 Connaught Electronics Ltd. Kamera mit einer Linse und einer Heizeinheit zum Heizen der Linse, und Kraftfahrzeug
CN107272188B (zh) * 2017-07-31 2020-03-10 信利光电股份有限公司 一种变焦镜头及电子设备
DE102017217121A1 (de) * 2017-09-26 2019-03-28 Robert Bosch Gmbh Anordnung eines optischen Systems und Temperierungsverfahren
CN107948513A (zh) * 2017-11-30 2018-04-20 信利光电股份有限公司 一种变焦摄像模组及其变焦方法
WO2020076686A1 (en) * 2018-10-09 2020-04-16 Corning Incorporated Liquid lens

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3320092A1 (de) 1982-06-02 1983-12-08 Barr & Stroud Ltd., Glasgow, Scotland Mehrlinsiges objektiv zur verwendung im infraroten spektralbereich
JPS6197608A (ja) 1984-10-17 1986-05-16 Canon Inc レンズ保持部
DE19921492A1 (de) 1998-05-08 1999-11-11 Pilkington Perkin Elmer Ltd Afokales Teleskop
DE19827602A1 (de) * 1998-06-20 1999-12-23 Zeiss Carl Fa Verfahren zur Korrektur nicht-rotationssymmetrischer Bildfehler
DE19956353C1 (de) * 1999-11-24 2001-08-09 Zeiss Carl Optische Anordnung
US20050041301A1 (en) 2003-08-19 2005-02-24 Konica Minolta Opto, Inc. Lens device
DE102006059091A1 (de) * 2005-12-16 2007-07-26 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mikrooptisches reflektierendes Bauelement

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4872743A (en) * 1983-04-18 1989-10-10 Canon Kabushiki Kaisha Varifocal optical element
JP3368091B2 (ja) * 1994-04-22 2003-01-20 キヤノン株式会社 投影露光装置及びデバイスの製造方法
US6880942B2 (en) * 2002-06-20 2005-04-19 Nikon Corporation Adaptive optic with discrete actuators for continuous deformation of a deformable mirror system
JP2005140999A (ja) * 2003-11-06 2005-06-02 Nikon Corp 光学系、光学系の調整方法、露光装置、および露光方法
DE102005062401A1 (de) * 2005-12-23 2007-06-28 Carl Zeiss Smt Ag Vorrichtung zur Variation der Abbildungseigenschaften eines Spiegels

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3320092A1 (de) 1982-06-02 1983-12-08 Barr & Stroud Ltd., Glasgow, Scotland Mehrlinsiges objektiv zur verwendung im infraroten spektralbereich
JPS6197608A (ja) 1984-10-17 1986-05-16 Canon Inc レンズ保持部
DE19921492A1 (de) 1998-05-08 1999-11-11 Pilkington Perkin Elmer Ltd Afokales Teleskop
DE19827602A1 (de) * 1998-06-20 1999-12-23 Zeiss Carl Fa Verfahren zur Korrektur nicht-rotationssymmetrischer Bildfehler
DE19956353C1 (de) * 1999-11-24 2001-08-09 Zeiss Carl Optische Anordnung
US20050041301A1 (en) 2003-08-19 2005-02-24 Konica Minolta Opto, Inc. Lens device
DE102006059091A1 (de) * 2005-12-16 2007-07-26 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Mikrooptisches reflektierendes Bauelement

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011005840A1 (de) * 2011-03-21 2012-09-27 Carl Zeiss Smt Gmbh Steuerbare Mehrfachspiegelanordnung, optisches System mit einer steuerbaren Mehrfachspiegelanordnung sowie Verfahren zum Betreiben einer steuerbaren Mehrfachspiegelanordnung
DE102011084117A1 (de) 2011-10-07 2013-04-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Reflektives optisches Element für den EUV-Wellenlängenbereich, Verfahren zur Erzeugung und zur Korrektur eines solchen Elements, Projektionsobjektiv für die Mikrolithographie mit einem solchen Element und Projektionsbelichtungsanlage für die Mikrolithographie mit einem solchen Projektionsobjektiv
WO2013050199A1 (en) 2011-10-07 2013-04-11 Carl Zeiss Smt Gmbh Reflective optical element for the euv wavelength range, method for producing and for correcting such an element, projection lens for microlithography comprising such an element, and projection exposure apparatus for microlithography comprising such a projection lens
US9606419B2 (en) 2014-03-21 2017-03-28 Fundació Institut De Ciències Fotòniques Adaptive photothermal lens
WO2015181222A1 (en) * 2014-05-28 2015-12-03 Fundació Institut De Ciències Fotòniques Adaptive thermal micro lens
US10274648B2 (en) 2014-05-28 2019-04-30 Fundació Institut De Ciències Fotòniques Adaptive thermal micro lens
CN110537130A (zh) * 2017-03-02 2019-12-03 剑桥机电有限公司 形状记忆合金致动器组件
US11953701B2 (en) 2017-03-02 2024-04-09 Cambridge Mechatronics Limited Shape memory alloy actuator assembly for optical image stabilisation
WO2020011788A1 (en) 2018-07-12 2020-01-16 Carl Zeiss Smt Gmbh Method for producing a reflecting optical element of a projection exposure apparatus and reflecting optical element for a projection exposure apparatus, projection lens and projection exposure apparatus
US11415892B2 (en) 2018-07-12 2022-08-16 Carl Zeiss Smt Gmbh Method for producing a reflecting optical element of a projection exposure apparatus and reflecting optical element for a projection exposure apparatus, projection lens and projection exposure apparatus
DE102018211596A1 (de) 2018-07-12 2020-01-16 Carl Zeiss Smt Gmbh Verfahren zur Herstellung eines reflektierenden optischen Elementes einer Projektionsbelichtungsanlage und reflektierendes optisches Element für eine Projektionsbelichtungsanlage, Projektionsobjektiv und Projektionsbelichtungsanlage
WO2020208110A1 (de) * 2019-04-12 2020-10-15 Jenoptik Optical Systems Gmbh Optische einheit und verfahren zum betreiben einer optischen einheit
WO2021190780A1 (de) 2020-03-24 2021-09-30 Carl Zeiss Smt Gmbh Vorrichtung zur erfassung einer temperatur, anlage zur herstellung eines optischen elementes und verfahren zur herstellung eines optischen elementes
DE102020203750A1 (de) 2020-03-24 2021-09-30 Carl Zeiss Smt Gmbh Vorrichtung zur Erfassung einer Temperatur, Anlage zur Herstellung eines optischen Elementes und Verfahren zur Herstellung eines optischen Elementes
DE102022200976A1 (de) 2022-01-31 2023-01-05 Carl Zeiss Smt Gmbh Kalibrierkörper und Verfahren zur Kalibrierung
WO2024061579A1 (de) 2022-09-23 2024-03-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Anordnung zum tempern mindestens eines teilbereichs eines optischen elementes
DE102022210037A1 (de) 2022-09-23 2024-03-28 Carl Zeiss Smt Gmbh Anordnung zum Tempern mindestens eines Teilbereichs eines optischen Elementes

Also Published As

Publication number Publication date
WO2009052819A9 (de) 2009-09-24
DE102007051291B4 (de) 2010-02-11
WO2009052819A3 (de) 2009-07-09
WO2009052819A2 (de) 2009-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007051291A1 (de) Adaptierbares optisches System
EP0783121B1 (de) Achrathermer Reimager
DE102013206981A1 (de) Facettenspiegel mit im Krümmungsradius einstellbaren Spiegel-Facetten und Verfahren hierzu
DE102014118383B4 (de) Objektiv für eine Foto- oder Filmkamera und Verfahren zum gezielten Dämpfen bestimmter Raumfrequenzbereiche der Modulations-Transfer-Funktion eines derartigen Objektivs
EP2584392B1 (de) Planapochromatisch korrigiertes Mikroskopobjektiv
US5504628A (en) Passive athermalization of optics
DE102014110961B4 (de) Datenbrille
DE102014206586A1 (de) Anzeigebaugruppe für ein Sichtfeldanzeigegerät und Verfahren zum Betreiben derselben
DE102013204427A1 (de) Anordnung zur thermischen Aktuierung eines Spiegels, insbesondere in einer mikrolithographischen Projektionsbelichtungsanlage
WO2013120800A1 (de) Wellenfrontmanipulator und optisches gerät
DE102009045970A1 (de) Wärmebildgerät
DE102005039561A1 (de) Temperaturkompensation optischer Systeme
DE102012006244A1 (de) Farbkorrigiertes F-Theta-Objektiv für die Lasermaterialbearbeitung
DE102007039019A1 (de) Vorrichtung zum Schwenken eines optischen Strahls
DE102005062401A1 (de) Vorrichtung zur Variation der Abbildungseigenschaften eines Spiegels
DE102015116895B3 (de) Fotografisches Objektiv
EP3694681A1 (de) Vorrichtung für ein laserbearbeitungssystem, laserbearbeitungssystem mit derselben und verfahren zum einstellen einer fokuslage eines optischen elements
DE102017203304A1 (de) Linsenstack auf waferebene, optisches system, elektronische einrichtung und verfahren
CN106773024A (zh) 一种基于变形镜的变放大倍率光学成像技术
DE102007022895A1 (de) Vorrichtung zum Übertragen von in einer Maske vorgesehenen Strukturen auf ein Substrat
DE102021102096B4 (de) Adaptiver Spiegel mit in zwei orthogonalen Achsen unterschiedlichen Krümmungsradien
DE102018132065A1 (de) Mikroprojektoren aufweisendes Projektionslichtmodul für einen Kraftfahrzeugscheinwerfer
DE102010015506B4 (de) Katadioptrisches Cassegrain-Objektiv
DE102013205214B4 (de) Mikromechanische oder Mikroelektromechanische Vorrichtung für eine Projektionsbelichtungsanlage sowie Verfahren zum Betrieb einer derartigen Vorrichtung
DE102015225116A1 (de) Vorrichtung zur Kühlung eines optischen Elements

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R081 Change of applicant/patentee

Owner name: JENOPTIK OPTICAL SYSTEMS GMBH, DE

Free format text: FORMER OWNER: JENOPTIK LASER, OPTIK, SYSTEME GMBH, 07745 JENA, DE

Effective date: 20110504

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee