XUV光柵系統(tǒng)波像差理論的研究.pdf

1、近年來，真空紫外和軟X射線(XUV)在生物、材料、微加工、超大規(guī)模集成電路和空間光學(xué)研究領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，這些領(lǐng)域的應(yīng)用及研究對(duì)XUV光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、裝置的性能都提出了很高的要求。然而，由于XUV波段對(duì)于空氣和幾乎所有的材料都是吸收的，因此工作在該波段的光學(xué)元件常采用反射元件，同時(shí)為了得到高的能量反射率，往往采用掠入射光學(xué)結(jié)構(gòu)，這就使得光學(xué)系統(tǒng)的像差非常嚴(yán)重，極大的影響到儀器的能量分辨率和空間分辨率。目前存在的像差理論大多針對(duì)單元件

2、系統(tǒng)，而實(shí)際應(yīng)用中，XUV光學(xué)裝置都是由若干個(gè)元件組合而成。為了滿足實(shí)際應(yīng)用的需要，更好的開發(fā)、設(shè)計(jì)XUV高性能的復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)，有必要開發(fā)適用于多元件系統(tǒng)的像差理論。 本課題在M.P.Chrisp超環(huán)面全息光柵波像差理論的基礎(chǔ)上，對(duì)XUV多元件光學(xué)系統(tǒng)的波像差理論、優(yōu)化設(shè)計(jì)方面進(jìn)行拓展性的研究。具體工作如下： 1、基于M.P.Chrisp波像差理論，仍采用像散面為參考波陣面，然后應(yīng)用多項(xiàng)式形式表示光柵的面形方程，推導(dǎo)出一

3、般面形光柵的十六項(xiàng)波像差系數(shù)，使波像差理論可以對(duì)超環(huán)、橢球、拋物面等面形在內(nèi)的光柵進(jìn)行像差分析；同時(shí)，推導(dǎo)了全息和機(jī)械刻劃光柵的刻槽分布函數(shù)；并且分別討論了光柵面形、刻槽分布和孔徑光闌位置移動(dòng)對(duì)波像差的影響。 2、以像散面作為參考波陣面，得到出射波面為像散面、像平面放在任意位置處的幾何像差表達(dá)式，克服了M.P.Chrisp工作中出射波陣面只能是球面且像面位置在焦平面的限制。 3、把拓展后的波像差理論運(yùn)用到光柵和光柵系統(tǒng)的