JP5497683B2 - 偏光変調光学素子 - Google Patents
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Description
D(x,y)=d(x,y)*α(x,y)によって定められる。αがz方向において(光軸または素子軸EAに沿って、またはより一般的には光学システムにおける優先方向または光学システムの光軸に対して平行する方向に沿って)も依存する場合には、Dは、偏光変調光学素子に沿って、積分D(x,y)=∫α(x,y,z)dz(x,y)によって計算されなければならない。一般的に、偏光変調光学素子が光学システム内で使用されている場合には、光学的に有効な厚さDは、偏光変調光学素子内の光線の行路に沿った比旋光度αを積分することによって計算される。ここでこの光学システムは、光軸または光学システムを通る光ビームの伝播によって定められた優先方向を有する。この一般的な観点の下で、本発明は光学システムに関係する。この光学システムは、光軸または優先方向を含む。この優先方向は、光学システムを通って伝播する光ビームの方向によって与えられる。すなわちこの光学システムは、座標系の座標によって記述される偏光変調光学素子を含む。ここで座標系の1つの優先座標は、光学システムの光軸に対して平行、または優先方向に対して平行である。例として、上述したケースではこの優先方向はz座標である。これは優先座標である。付加的に、偏光変調光学素子は、旋光性材料および上述したような効果的な光学的厚さDのプロファイルを有している。ここで効果的な光学厚さDは少なくとも、偏光変調光学素子を示す座標系の優先座標から異なる1つの座標の関数として変化する。上述の例では、効果的な光学的厚さDは、少なくとも、z座標(優先座標)とは異なる、x座標またはy座標の関数として変化する。旋光性材料の効果的な光学的厚さを変化させるための種々異なる独立した方法がある。1つは、適切な材料を選択すること、または統一されていない温度分布を旋光性材料に与えること、または旋光性材料の幾何学的形状厚さを変えることによって比旋光度を変えることである。上述した独立した方法を組み合わせることによっても、旋光性材料の有効な光学的厚さを変えることができる。
Claims (34)
- 偏光変調光学素子であって、
光学軸を有する旋光性結晶を含み、
前記偏光変調光学素子が、前記光学軸の方向において異なる厚さまたは異なる光学的有効厚さを有する少なくとも2つの平面平行部分を含む、
ことを特徴とする偏光変調光学素子。 - 異なる経路で前記偏光変調光学素子を通過する第1の直線偏光光線および第2の直線偏光光線の各振動面がそれぞれ、第1の回転角度および第2の回転角度だけ回転され、前記第1の回転角度は前記第2の回転角度と異なる、請求項1記載の偏光変調光学素子。
- 前記平面平行部分は円の扇形として、または六角形として、または正方形として、または長方形として、または台形状ラスタ素子として構成されている、および/または少なくとも、旋光性液体または非旋光性液体を含むキュベットを含む、請求項1記載の偏光変調光学素子。
- 第1の平面平行部分の対が、前記偏光変調光学素子の素子軸に対して向かいあっている側に配置されており、ここで、前記素子軸は、前記偏光変調光学素子の中央を通り、前記光学軸に平行に延びる軸であり、
第2の平面平行部分の対が、前記素子軸に対して向かいあっている側に配置され、前記第1の平面平行部分に対して前記素子軸の周りに円周方向にずれた位置に配置されており、
前記第1の平面平行部分の対の各々の第1の平面平行部分は、前記光学軸の方向において、前記第2の平面平行部分の対の各々の第2の平面平行部分の厚さまたは光学的有効厚さと異なる厚さまたは光学的有効厚さを有している、請求項1から3までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。 - 偏光変調光学素子を通る直線偏光光の振動面は、前記第1の平面平行部分の対の第1の平面平行部分のうちの少なくとも1つの中で第1の回転角度β1だけ回転され、前記第2の平面平行部分の対の第2の平面平行部分のうちの少なくとも1つの中で第2の回転角度β2だけ回転され、
ここで、β1およびβ2は実質的に式|β2−β1|=(2n+1)・90°に一致し、ここでnは整数をあらわす、請求項4記載の偏光変調光学素子。 - 前記β1およびβ2は実質的に式β1=90°+p・180°に一致し、ここでpは整数をあらわし、β2=q・180°に一致し、ここでqは0とは異なる整数をあらわす、請求項5記載の偏光変調光学素子。
- 前記第2の平面平行部分の対は、前記第1の平面平行部分の対に対して前記素子軸の周りにほぼ90°だけ円周方向にずれた位置に配置されている、請求項4から6までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 前記第1の平面平行部分の対と前記第2の平面平行部分の対は、前記偏光変調光学素子の中央開口部または中央掩蔽部の両側に配置されている、請求項4から7までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 前記第1および第2の対の調整部分は、領域によって相互に離れて間隔が開けられており、
当該領域は、前記偏光変調光学素子に入射する直線偏光光に対して不透明である、または非旋光性である、請求項4から8までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。 - 前記第1および第2の対の前記平面平行部分は取り付け部分によって一緒に保持される、請求項4から9記載の偏光変調光学素子。
- 前記取り付け部分は、前記偏光変調光学素子に入射する直線偏光光に対して不透明である、または非旋光性である、請求項10記載の偏光変調光学素子。
- 前記取り付け部分は実質的にスポークホイール形状を有している、請求項10または11記載の偏光変調光学素子。
- 前記偏光変調光学素子は、
実質的に平面平行部分の第1のグループを含み、ここで、前記実質的に平面平行部分の第1のグループを通過する直線偏光光の振動面は第1の回転角度β1だけ回転され、
実質的に平面平行部分の第2のグループを含み、ここで、前記実質的に平面平行部分の第2のグループを通過する直線偏光光の振動面は第2の回転角度β2だけ回転され、
ここで、β1およびβ2は実質的に式|β2−β1|=(2n+1)・90°と一致し、ここでnは整数をあらわす、請求項1から12までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子。 - 前記β1およびβ2は実質的に式β1=90°+p・180°に一致し、ここでpは整数をあらわし、β2=q・180°に一致し、ここでqは0とは異なる整数をあらわす、請求項13記載の偏光変調光学素子。
- 前記旋光性結晶は水晶、TeO2またはAgGaS2である、請求項1から14のいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 前記偏光変調光学素子は、第1の直線偏光分布を有する入射光束を、第2の直線偏光分布を有する出射光束に変換し、前記第1の直線偏光分布は前記第2の直線偏光分布と異なる、請求項1から15のいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 前記出射光束の偏光分布は、実質的に接線偏光分布である、請求項16記載の偏光変調光学素子。
- 前記出射光束の偏光分布は、実質的に放射状偏光分布である、請求項16記載の偏光変調光学素子。
- 前記偏光変調光学素子は実質的に旋光性結晶の光学軸の方向に向けられている素子軸を有しており、
前記偏光変調光学素子の、前記光学軸の方向の厚さの前記素子軸に対する変化は方位角θにのみ依存し、ここで、当該方位角θは基準軸から測定され、当該基準軸は前記素子軸に対して垂直に延在し、前記素子軸と交差する、
請求項1から18のいずれか1項記載の偏光変調光学素子。 - 前記偏光変調光学素子の、前記光学軸の方向の厚さは半径に沿って一定の値を有しており、
ここで、当該半径は、前記素子軸に対して垂直に、かつ前記基準軸に対して角度θの方向に向いている、請求項19記載の偏光変調光学素子。 - 素子直径Dおよび前記光学軸の方向の最小厚さdminを有しており、当該最小厚さdminは少なくとも、前記素子直径Dの0.002倍に等しい、請求項1から20のいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 前記偏光変調光学素子は中央開口部または中央掩蔽部を有している、請求項1から22のいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 前記偏光変調光学素子は、第1の直線偏光分布を有する入射光束を、第2の直線偏光分布を有する出射光束に変換し、ここで、前記入射光束は複数の光線から成り、当該光線は、旋光性結晶の光学軸に対して相対的に角度分布を有しており、当該角度分布は100mradを超えない最大入射角度を有している、請求項1から23のいずれか1項記載の偏光変調光学素子。
- 請求項1から24までのいずれか1項記載の偏光変調光学素子を有する光学装置であって、
前記光学装置が、少なくとも1つのさらなる偏光変調光学素子が光路内に挿入されるように構成される、
ことを特徴とする光学装置。 - 前記さらなる偏光変調光学素子は、請求項1から24の少なくとも1項に記載された偏光変調光学素子を含む、請求項25記載の光学装置。
- 前記さらなる偏光変調光学素子は、旋光性結晶の平面平行板および/または旋光性液体または非旋光性液体を伴うキュベットを含む、請求項25記載の光学装置。
- 前記さらなる偏光変調光学素子は、相互に相対して45°回転されている2つの半波長板から成るロテータを含む、請求項25記載の光学装置。
- 前記さらなる偏光変調光学素子は、前記光学装置を通過する直線偏光光線の振動面を90°回転させる、請求項25記載の光学装置。
- 補償プレートが光学システムの光路内に配置されており、当該補償プレートは厚さプロファイルを有しており、当該厚さプロファイルは、前記偏光変調光学素子によって生じた、透過された放射線の角度偏差を実質的に補償するように構成されている、請求項25から29までのいずれか1項記載の光学装置。
- 投影システムであって、
当該投影システムは放射源と、構造化されたマスクを照明するように操作される照明システムと、前記マスク構造のイメージを感光性基板上に投影する投影対物レンズとを含み、
請求項1から24までのいずれか1項に記載された前記偏光変調光学素子が前記照明システム内に配置されている、
ことを特徴とする投影システム。 - 請求項25から30までのいずれか1項に記載された光学装置が前記照明システム内に配置されている、請求項31記載の投影システム。
- 空気とは異なる屈折率を有する液浸媒体が、前記基板と当該基板に最も近い光学素子との間に存在する、請求項31または32記載の投影システム。
- マイクロ構造化された半導体コンポーネントを製造する方法であって、
請求項31から33までのいずれか1項に記載された投影システムを使用するステップを含む、
ことを特徴とする、マイクロ構造化された半導体コンポーネントを製造する方法。
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