XUV雙元件平面對稱光學系統(tǒng)像差.pdf

1、在真空紫外和軟X射線(XUV)光柵光譜儀系統(tǒng)的設計和優(yōu)化中，尤其在掠入射或接收角較大的情況下，像差是影響儀器分辨率的重要因素。目前，國際上存在的XUV平面對稱光學系統(tǒng)的像差理論大多針對單元件系統(tǒng)，而實際應用中，XUV光學裝置都是由若干元件組合而成。在多元件軸對稱光學系統(tǒng)中，由于像差對孔徑光線坐標的影響較小，因此孔徑光線坐標通常都采用線性近似處理。但對于平面對稱光學系統(tǒng)而言，光線是斜入射的，因此，像差對光線孔徑坐標的影響通常比較嚴重；另一

2、方面，在計算多元件系統(tǒng)的波像差時，如果孔徑光線坐標采用線性近似，則系統(tǒng)波像差具有簡單的表達形式，所以我們有必要研究孔徑光線線性近似下像差精度的有效性。 本文具體研究內(nèi)容及結(jié)果如下： 1、在平面對稱衍射理論的基礎上考慮折射率的影響，推導了平面對稱折射光學系統(tǒng)的像差，結(jié)果使得反射、衍射、折射光學系統(tǒng)的像差系數(shù)可以用同一組公式表達；當入瞳沿光軸偏離光學元件表面時，修正了單元件波像差系數(shù)以及像差系數(shù)。 2、在計算雙元件平

3、面對稱光學系統(tǒng)的波像差時，采用擬合法得到孔徑光線在兩塊元件之間的三階傳輸方程；結(jié)合光線追跡解析法，推導出精確的像差系數(shù)表達式，并參考單元件波像差系數(shù)，將像差表達式轉(zhuǎn)換成雙元件波像差形式。最后分析了像差式的結(jié)果，并將其總結(jié)為兩部分：1）孔徑光線線性近似下的像差系數(shù)；2）孔徑光線高階形式下的像差系數(shù)修正項（包括離焦部分的高階修正項）。 3、結(jié)合光線追跡程序SHADOW和像差表達式結(jié)果對光柵光譜儀模型進行數(shù)值驗證。結(jié)果表明：1）在離焦