主動光學(xué)技術(shù)最早由歐洲南方天文臺提出，并率先進(jìn)行研究。在天文學(xué)領(lǐng)域，主動光學(xué)技術(shù)作為反射鏡像差校正的有效手段，用于改善望遠(yuǎn)鏡中反射鏡的面形誤差，其原理是通過分布在反射鏡背面的促動器陣列向反射鏡施加軸向作用力進(jìn)行鏡面面形控制，達(dá)到校正波面誤差的目的。

目前國內(nèi)外對于主動光學(xué)技術(shù)的研究主要集中在拼接技術(shù)、大口徑和薄反射鏡面形誤差校正方面，且主要應(yīng)用在天文觀測望遠(yuǎn)鏡上。而對透鏡主動光學(xué)的研究，尤其在光刻投影物鏡中，主動鏡的研究方面開展的較少。

主動光學(xué)支撐結(jié)構(gòu)模型

在投影物鏡的曝光過程中，高能量激光通過物鏡時(shí)，由于鏡片的能量吸收，導(dǎo)致鏡片溫度升高，產(chǎn)生熱變形及鏡片折射率變化。物鏡在曝光過程中，激光能量分布并不是旋轉(zhuǎn)對稱的，由非均勻分布能量產(chǎn)生的非旋轉(zhuǎn)對稱像差如像散，難以通過鏡片位置的調(diào)整來補(bǔ)償，目前大多采用主動光學(xué)的辦法產(chǎn)生與熱像差相反的變形，以改善成像質(zhì)量。補(bǔ)償技術(shù)實(shí)際上就是通過某種結(jié)構(gòu)和途徑，人為地產(chǎn)生出可控的、與原變形方向相反

變形以改善原有像差。

支撐結(jié)構(gòu)的鏡框采用整體結(jié)構(gòu)，由外框、內(nèi)框、柔性體等組成。內(nèi)框和外框之間采用4?個(gè)柔性體連接，柔性體在平行于光軸方向上的剛度大，在垂直于光軸方向的扭轉(zhuǎn)剛度小，這使得內(nèi)框在光軸方向上的位移量很小，在垂直于光軸方向上，內(nèi)框在驅(qū)動力作用下容易產(chǎn)生彎曲變形。上、下驅(qū)動器作用塊連接在內(nèi)框上，用于承載上、下驅(qū)動力。鏡片采用膠粘的方式連接到內(nèi)框上，隨內(nèi)框一起變形。由于上、下驅(qū)動器作用塊上力的方向相反，導(dǎo)致鏡框和鏡片產(chǎn)生變形以補(bǔ)償光學(xué)系統(tǒng)中的像散。

關(guān)鍵參數(shù)對鏡片面形的影響規(guī)律

由于驅(qū)動器采用氣動波紋管，選用波紋管內(nèi)徑10?mm，氣壓調(diào)節(jié)精度?2?kPa，得出最小可控驅(qū)動力為0.157?N，在此驅(qū)動力基礎(chǔ)上分析鏡片厚度，柔性體長度、寬度、高度和驅(qū)動力大小對鏡片面形的影響規(guī)律，本文只取鏡片上表面的?RMS?值作為面形參考，在有限元分析中考慮重力的影響。

鏡片厚度對鏡片面形的影響規(guī)律

分析鏡片厚度對鏡片面形的影響規(guī)律，可以為光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中平面鏡尺寸的選擇提供參考依據(jù)。在外界條件一定時(shí)，鏡片越厚變形越小，在最小驅(qū)動力的作用下導(dǎo)致的鏡片面形的變化量決定了整個(gè)結(jié)構(gòu)對像差的補(bǔ)償分辨率。對于一般的系統(tǒng)，像差的補(bǔ)償分辨率應(yīng)足夠小才能滿足補(bǔ)償精度的要求，所以分析在最小驅(qū)動力作用下，鏡片厚度對像差補(bǔ)償分辨率和鏡片面形的影響規(guī)律，根據(jù)不同的像差補(bǔ)償精度的要求，選取合適的鏡片厚度。

柔性體結(jié)構(gòu)尺寸對鏡片面形的影響規(guī)律

柔性體在與光軸平行的方向上剛度大，與光軸垂直的方向上的扭轉(zhuǎn)剛度小，又是連接內(nèi)框與外框唯一的紐帶，導(dǎo)致其允許內(nèi)框繞垂直于光軸的兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，而柔性體的尺寸決定了各個(gè)方向上的剛度，所以柔性體的結(jié)構(gòu)尺寸在一定程度上決定了內(nèi)框的變形量大小，即鏡片面形?RMS?的大小。下面分別分析柔性體的長度、厚度和高度的變化對鏡片面形的影響規(guī)律。

1)?柔性體長度對鏡片面形的影響規(guī)律

2)?柔性體厚度對鏡片面形的影響規(guī)律

3)?柔性體高度對鏡片面形的影響規(guī)律

非均勻照明為投影物鏡引入了不可避免的旋轉(zhuǎn)非對稱像差，如像散。本文針對透射式投影物鏡中存在的像散，提出了采用平面透鏡作為像散補(bǔ)償鏡的方法，對補(bǔ)償鏡的支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和仿真分析，為投影物鏡中像散補(bǔ)償鏡及其支撐結(jié)構(gòu)的選擇和設(shè)計(jì)提供參考。分析結(jié)果得到支撐結(jié)構(gòu)的幾個(gè)關(guān)鍵尺寸參數(shù)和驅(qū)動力大小對鏡片面形的影響規(guī)律近似為線性曲線，鏡片厚度對面形的影響規(guī)律近似為指數(shù)曲線，得到了不同驅(qū)動力所導(dǎo)致的面形圖。面形補(bǔ)償分辨率約為?2?nm。結(jié)果表明本支撐結(jié)構(gòu)在補(bǔ)償像散時(shí)，引入項(xiàng)中絕大部分為像散，高階像差非常小可以忽略。