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用像差逐项优化法装调离轴三反射镜光学系统

光学学报 2004年第1期24卷 115-120页

作者：杨晓飞张晓辉韩昌元中国科学院长春光学精密机械与物理研究所国家光学机械质检中心长春130022

在对复杂光学系统粗装调完成之后 ,利用自准干涉检验的办法 ,采集光学系统各视场的干涉图 ,然后用干涉条纹分析软件算出整个系统波前误差 ,其量值用泽尼克系数来表示 ,通过泽尼克系数与系统的波像差的关系 ,判断要调整的目标值 ,即当前... 详细信息

在对复杂光学系统粗装调完成之后 ,利用自准干涉检验的办法 ,采集光学系统各视场的干涉图 ,然后用干涉条纹分析软件算出整个系统波前误差 ,其量值用泽尼克系数来表示 ,通过泽尼克系数与系统的波像差的关系 ,判断要调整的目标值 ,即当前在光学系统中占主导地位的波前误差 ,对主导误差优化 ,得到系统的失调量 ,由光学设计软件确定其正确后 ,进行一次精密装调。然后进行多次这样的计算机迭代和优化 ,直到光学系统达到最好的调整状态。运用此方法来装调大口径 ,长焦距离轴三反射镜系统 ,在波长λ等于 6 32 .8nm时 ,该离轴三反射镜系统中心视场波像差均方根值达到了 0 .0 94λ ,+1°视场和 - 1°视场的均方根值分别为 0 .10 6λ和 0 .12 5λ。

关键词：像差逐项优化法泽尼克系数计算机辅助装调自准干涉检验波前误差三反射镜系统

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基于空间像峰值光强差的奇像差测量技术

光学学报 2013年第5期33卷 123-129页

作者：涂远莹王向朝闫观勇中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学与光电技术实验室上海201800 中国科学院大学北京100049

提出一种基于空间像峰值光强差的光刻投影物镜奇像差测量技术。根据Hopkins部分相干成像理论,推导双缝图形空间像光强分布以及峰值光强差的解析表达式。该测量技术以双缝图形为测量标记,以空间像峰值光强差为测量对象。与基于成像位置... 详细信息

提出一种基于空间像峰值光强差的光刻投影物镜奇像差测量技术。根据Hopkins部分相干成像理论,推导双缝图形空间像光强分布以及峰值光强差的解析表达式。该测量技术以双缝图形为测量标记,以空间像峰值光强差为测量对象。与基于成像位置偏移量的奇像差测量技术相比,基于峰值光强差的奇像差测量技术降低了对空间像定位精度的要求,并且高精度的光强度测量有效地提高了该技术的奇像差测量精度。利用光刻仿真软件PROLITH分析了传统照明与二极照明方式下该技术的奇像差测量精度,仿真结果表明采用二极照明具有更高的测量精度。以彗差Z7为例,在传统照明和二极照明方式下,Z7的测量精度分别达到了0.29nm与0.19nm。

关键词：光学制造光刻投影物镜波像差测量泽尼克系数峰值光强差

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基于双线空间像线宽不对称度的彗差测量技术

光学学报 2006年第5期26卷 673-678页

作者：王帆王向朝马明英张冬青施伟杰中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室

在高数值孔径、低工艺因子的光刻技术中,投影物镜彗差对光刻质量的影响变得越来越突出,因而需要一种快速、高精度的彗差原位测量技术。为此提出了一种新的基于双线空间像线宽不对称度的彗差测量技术,利用国际上公认的半导体行业光刻仿... 详细信息

在高数值孔径、低工艺因子的光刻技术中,投影物镜彗差对光刻质量的影响变得越来越突出,因而需要一种快速、高精度的彗差原位测量技术。为此提出了一种新的基于双线空间像线宽不对称度的彗差测量技术,利用国际上公认的半导体行业光刻仿真软件PROLITH对该方法的测量精度进行了仿真分析。结果表明,与基于硅片曝光的彗差测量方法相比,基于空间像的彗差测量技术速度上的优势十分明显。其测量精度优于1.4 nm,较国际前沿的多照明设置空间像测量技术(TAMIS)提高30%以上,测量速度提高1/3左右。在ASML公司的PAS5500型步进扫描投影光刻机上,多次测量了投影物镜彗差,结果表明,该技术测量重复精度优于1.2 nm,能实现高精度的彗差原位测量。

关键词：光学测量光刻像差投影物镜成像质量泽尼克系数

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二次光栅在波前测量中的应用

光学学报 2007年第1期27卷 1-4页

作者：周素梅周常河中国科学院上海光学精密机械研究所信息光学实验室

采用一种特殊的二次光栅用于激光波前测量,它对非零级衍射光束具有不同的聚焦效应,其光栅线为圆弧型而非直线。导出了在会聚光束情况下的两平面成像在单一像平面上的距离关系,实验上实现了二次光栅用于会聚光束的波前测量,测量得到会聚... 详细信息

采用一种特殊的二次光栅用于激光波前测量,它对非零级衍射光束具有不同的聚焦效应,其光栅线为圆弧型而非直线。导出了在会聚光束情况下的两平面成像在单一像平面上的距离关系,实验上实现了二次光栅用于会聚光束的波前测量,测量得到会聚光束具有较大的散焦(-2.93λ)和球差(1.34λ),与该透镜引起波前的离焦像差理论理想值(-2.695λ)基本符合。该技术可以实现波前的高空间分辨力和高精度实时测量,大大减少光学元件数量,降低装置成本。由于大功率激光束的不稳定性,其波前变化非常快,所以该方法的实时性非常适合于这种波前变化的测量。

关键词：衍射与光栅二次光栅波前测量泽尼克系数

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非球面扇形分块镜的拼接误差仿真与反演

光子学报 2015年第6期44卷 101-106页

作者：雷存栋郑列华车英中国科学院上海技术物理研究所上海200083 长春理工大学光电工程学院长春130022

根据红外望远镜2m非球面拼接主镜的要求,通过非球面方程导出波像差表达式,建立波像差与干涉亮纹之间的关系,建立ZEMAX模型,编写MATLAB程序对拼接误差与干涉条纹的泽尼克多项式像差之间的关系进行仿真.提出基于误差灵敏度矩阵实现误差... 详细信息

根据红外望远镜2m非球面拼接主镜的要求,通过非球面方程导出波像差表达式,建立波像差与干涉亮纹之间的关系,建立ZEMAX模型,编写MATLAB程序对拼接误差与干涉条纹的泽尼克多项式像差之间的关系进行仿真.提出基于误差灵敏度矩阵实现误差线性反演的方法,建立整个拼接镜的误差反演算法,并对单个扇形分块镜的拼接误差进行反演.结果表明当拼接平移误差小于1mm或倾斜误差小于1°时,反演误差优于3%且迅速收敛,当拼接误差小于0.1mm或倾斜误差小于0.1°时,反演误差优于0.5%,且随着拼接误差的继续减小而趋近于零.该反演方法准确度高,算法简单,有效,适合工程应用.

关键词：几何光学分块拼接望远镜泽尼克系数灵敏度矩阵数值仿真

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拼接子镜系统计算机辅助装调研究

光子学报 2009年第7期38卷 1858-1861页

作者：姜震宇李林黄一帆杜宝林北京理工大学光电工程系北京100081

为了提高拼接子镜系统的装调精确度,研究了拼接子镜系统的计算机辅助装调技术,分析了拼接子镜系统的计算机辅助装调模型,采用反向优化法编写程序求解系统失调量.以37项泽尼克系数作为评价函数.当粗调误差在0.7°以内时,完全可以精确求... 详细信息

为了提高拼接子镜系统的装调精确度,研究了拼接子镜系统的计算机辅助装调技术,分析了拼接子镜系统的计算机辅助装调模型,采用反向优化法编写程序求解系统失调量.以37项泽尼克系数作为评价函数.当粗调误差在0.7°以内时,完全可以精确求解失调量.结果表明,求解结果准确度高,符合实际装调要求.

关键词：分块子镜系统计算机辅助装调像差波前泽尼克系数 OSLO光学设计软件

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拼接式望远镜光学系统及其子镜失调误差仿真

激光与光电子学进展 2015年第11期52卷 184-190页

作者：雷存栋郑列华车英中国科学院上海技术物理研究所上海200083 长春理工大学光电工程学院吉林长春130022

为了完成直径2 m拼接红外相机的项目,采用圆形子镜加抛物面扇形分块镜的主镜拼接方案,完成了相机的光学系统设计;为了分析拼接失调误差对望远镜系统的影响,通过主镜的抛物面方程导出了拼接误差的波像差表达式,由此建立了波像差与干涉亮... 详细信息

为了完成直径2 m拼接红外相机的项目,采用圆形子镜加抛物面扇形分块镜的主镜拼接方案,完成了相机的光学系统设计;为了分析拼接失调误差对望远镜系统的影响,通过主镜的抛物面方程导出了拼接误差的波像差表达式,由此建立了波像差与干涉亮纹之间的线性关系,并在光线追迹的基础上,利用泽尼克多项式对其进行了仿真和验证,提出了基于泽尼克多项式实现拼接误差的线性反演方法,通过编写Python程序模拟了单个子镜拼接过程中的误差反演。结果表明当拼接平移误差小于0.1 mm(或倾斜误差小于0.1°)时,采用干涉检测的方法,得到的反演偏差优于0.5%,且随着拼接误差的继续减小而趋近于零。

关键词：几何光学分块拼接望远镜泽尼克系数数值仿真

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基于稀疏孔径的波前重构算法

航天返回与遥感 2015年第5期36卷 51-59页

作者：王棪伏瑞敏廖志波北京空间机电研究所北京100094

稀疏孔径技术是一种检测大口径光学系统的有效方法,采用干涉仪和包含若干反射镜的稀疏孔径阵列对光学系统进行波前检测。文章针对基于稀疏孔径的波前重构进行了研究,从平衡效率和精度入手建立了数学模型,编制了相关的波前重构算法,通过... 详细信息

稀疏孔径技术是一种检测大口径光学系统的有效方法,采用干涉仪和包含若干反射镜的稀疏孔径阵列对光学系统进行波前检测。文章针对基于稀疏孔径的波前重构进行了研究,从平衡效率和精度入手建立了数学模型,编制了相关的波前重构算法,通过数学仿真模拟了光学系统检测过程,对数学模型和重构算法的技术可行性进行了验证。采用该算法对测得数据进行处理,可由若干子孔径波前重构得到全口径波前,并且各子孔径波前均是在一次检测中得到,无须对各子孔径进行多次定位调整,方法简单高效。

关键词：稀疏孔径波前重构算法泽尼克系数大口径光学系统检测空间相机

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无波前传感自适应光学神经网络控制方法

激光杂志 2021年第2期42卷 102-105页

作者：王静陈波王帅程朋飞华北理工大学电气工程学院河北唐山063210

针对无波前探测自适应光学系统,研究了基于神经网络的波前控制方法。建立了无波前探测自适应光学仿真模型,分别采用卷积神经网络(Convolution Neural Network,CNN)和普通神经网络(General Neural Network,GNN)作为控制算法,远场光斑图... 详细信息

针对无波前探测自适应光学系统,研究了基于神经网络的波前控制方法。建立了无波前探测自适应光学仿真模型,分别采用卷积神经网络(Convolution Neural Network,CNN)和普通神经网络(General Neural Network,GNN)作为控制算法,远场光斑图像为神经网络的输入信号,一定阶数的泽尼克模式系数为神经网络的输出,分析了波前校正效果。仿真结果表明,经过充分训练后的神经网络可以快速、准确地从远场光斑图像中复原出入射波前的低阶泽尼克模式系数,CNN的效果优于GNN,二者的损失函数值分别为0.015 8和0.037 6。相比于传统的迭代式寻优控制方法,神经网络控制方法能够基于远场光斑图像快速得到控制信号,在实时性方面有明显优势。

关键词：自适应光学无波前探测神经网络控制泽尼克系数