一種用于高精度光學元件的多點柔性支撐裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于高精度光學元件精密支撐技術領域，具體涉及一種用于高精度光學元件的多點柔性支撐裝置。
【背景技術】
[0002]隨著高精度精密光學儀器的快速發(fā)展和應用，對光學系統(tǒng)成像質(zhì)量要求也越來越高，尤其極紫外光刻技術應用，工作波長為13?14nm的波段，光學元件加工、檢測、支撐裝調(diào)等技術比傳統(tǒng)的光學系統(tǒng)要求更高。極紫外光刻系統(tǒng)要達到衍射極限分辨率的要求，系統(tǒng)波前偏差要小于λ/14，對于六鏡系統(tǒng)而言單個反射面面形要求達到0.20nmrmS。在如此極端苛刻的面形要求下，裝配過程中的干擾因素對面形影響變得十分嚴重，一般采用的解決方案是減小裝配過程中接觸面之間的摩擦系數(shù)，如接觸副表面鍍二硫化鉬等潤滑層，減小裝配過程中引入的干擾力從而減小裝配過程對最終面形的影響，摩擦系數(shù)的量級也不能滿足超高精度面形要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術裝配過程中的干擾因素對面形影響嚴重，摩擦系數(shù)大，不能滿足超高精度面形要求的問題，本發(fā)明提出一種用于高精度光學元件的多點柔性支撐
目.ο
[0004]為解決上述技術問題本發(fā)明的技術方案是:
[0005]—種用于高精度光學元件的多點柔性支撐裝置，其包括支撐盤和柔性支撐結構單元，所述柔性支撐結構單元包括凸臺、凸臺壓板、凸臺緊固螺母、柔性支撐主體結構、蝶形彈簧和支撐位置調(diào)整螺母，光學元件結構通過多組圓周均布的所述柔性支撐結構單元固定在所述支撐盤上，所述凸臺粘接固定在光學元件結構的側(cè)壁，凸臺通過凸臺壓板和凸臺緊固螺母壓緊在柔性支撐主體結構上，支撐位置調(diào)整螺母將柔性支撐主體結構壓緊到支撐盤上，柔性支撐主體結構和支撐盤之間設置有蝶形彈簧，通過柔性支撐主體結構將相關自由度方向光學元件結構的熱應力轉(zhuǎn)化為柔性結構的變形應力。
[0006]所述柔性支撐主體結構包括十字形柔性鉸鏈結構和并聯(lián)片體形柔性結構，十字形柔性鉸鏈結構和并聯(lián)片體形柔性結構均通過火花線切割技術在整個零件上切出通槽，十字形柔性鉸鏈結構由通槽Cl、通槽C2、通槽C6和通槽C7切割形成，所述通槽Cl、通槽C2、通槽C6和通槽C7結構相同，所述通槽Cl包括豎直部分和水平部分，所述通槽Cl和通槽C2設置在柔性支撐主體結構的豎直結構的下端，通槽Cl和通槽C2的水平部分設置在柔性支撐主體結構的豎直機構和水平結構連接處，所述通槽Cl和通槽C2設置在柔性支撐主體結構的豎直結構的上端，所述通槽Cl和通槽C2整體與通槽C6和通槽C7十字交叉相對設置，并聯(lián)片體形柔性結構由通槽C3、通槽C4和通槽C5切割形成，所述通槽C3和通槽C4結構相同，所述通槽C3包括兩個水平部分，兩個水平部分一端通過豎直部分連通，所述通槽C3和通槽C4對稱設置，水平的通槽C5設置在通槽C3和通槽C4整體的下方。
[0007]所述柔性支撐結構單元的數(shù)量η的取值為:3。
[0008]所述柔性支撐結構單元數(shù)量為6。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:能夠?qū)崿F(xiàn)與理想多點支撐結構相同的支撐效果，同時能夠通過控制柔性支撐結構在精密裝配過程的形狀，進而控制光學元件產(chǎn)生附加內(nèi)應力，從而保證超高面形精度的實現(xiàn)，于此同時，本多點柔性支撐裝置可以減小熱因素對光學元件面形的影響。
【附圖說明】
[0010]圖1為理想多點支撐結構支撐狀態(tài)示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明的光學元件與凸臺組成的光學元件組件示意圖；
[0012]圖3為本發(fā)明的光學元件組件和多點柔性支撐結構裝配后的俯視圖；
[0013]圖4為本發(fā)明的光學元件組件和多點柔性支撐結構裝配后的側(cè)視圖；
[0014]圖5為本發(fā)明的光學元件組件和多點柔性支撐結構裝配后的局部剖視圖；
[0015]圖6為本發(fā)明的十字形柔性鉸鏈結構示意圖；
[0016]圖7為本發(fā)明的并聯(lián)片體形柔性結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步說明。
[0018]參見附圖1、附圖2、附圖3、附圖4和附圖5，一種用于高精度光學元件的多點柔性支撐裝置，其包括支撐盤9和柔性支撐結構單元3，所述柔性支撐結構單元3包括凸臺2、凸臺壓板6、凸臺緊固螺母8、柔性支撐主體結構4、蝶形彈簧5和支撐位置調(diào)整螺母7，光學元件結構I通過多組圓周均布的所述柔性支撐結構單元3固定在所述支撐盤9上，所述凸臺2粘接固定在光學元件結構I的側(cè)壁，凸臺2通過凸臺壓板6和凸臺緊固螺母8壓緊在柔性支撐主體結構4上，支撐位置調(diào)整螺母7將柔性支撐主體結構4壓緊到支撐盤9上，柔性支撐主體結構4和支撐盤9之間設置有蝶形彈簧5，通過柔性支撐主體結構4將相關自由度方向光學元件結構I的熱應力轉(zhuǎn)化為柔性結構4的變形應力。
[0019]參見附圖6和附圖7，所述柔性支撐主體結構4包括十字形柔性鉸鏈結構10和并聯(lián)片體形柔性結構11，十字形柔性鉸鏈結構10和并聯(lián)片體形柔性結構11均通過火花線切割技術在整個零件上切出通槽，十字形柔性鉸鏈結構10由通槽Cl、通槽C2、通槽C6和通槽C7切割形成，所述通槽Cl、通槽C2、通槽C6和通槽C7結構相同，所述通槽Cl包括豎直部分和水平部分，所述通槽Cl和通槽C2設置在柔性支撐主體結構4的豎直結構的下端，通槽Cl和通槽C2的水平部分設置在柔性支撐主體結構4的豎直機構和水平結構連接處，所述通槽Cl和通槽C2設置在柔性支撐主體結構4的豎直結構的上端，所述通槽Cl和通槽C2整體與通槽C6和通槽C7十字交叉相對設置，并聯(lián)片體形柔性結構11由通槽C3、通槽C4和通槽C5切割形成，所述通槽C3和通槽C4結構相同，所述通槽C3包括兩個水平部分，兩個水平部分一端通過豎直部分連通，所述通槽C3和通槽C4對稱設置，水平的通槽C5設置在通槽C3和通槽C4整體的下方。
[0020]所述柔性支撐結構單元3的數(shù)量η的取值為:3。
[0021 ]所述柔性支撐結構單元3數(shù)量為6。
[0022]所述蝶形彈簧5提供預緊力，通過轉(zhuǎn)動支撐位置調(diào)整螺母7實現(xiàn)調(diào)節(jié)性支撐結構位置
[0023]分析其整體自由度，由凸臺、凸臺壓板、凸臺緊固螺母、柔性支撐主體結構4、蝶形彈簧5和支撐位置調(diào)整螺母7組成的柔性支撐結構單元3分別提供豎直方向和沿鏡面?zhèn)让媲邢蚍较蛏系募s束，六個單元分布支撐過約束的部分通過調(diào)節(jié)支撐位置調(diào)整螺母7進行柔性支撐結構單元位置調(diào)整進行補償。
[0024]分析其局部自由度，沿光學元件徑向方向和三個轉(zhuǎn)動方向為無約束方向，其中沿徑向平動自由度和沿豎直方向轉(zhuǎn)動自由度和沿光學元件切向方向轉(zhuǎn)動自由度依靠十字形柔性鉸鏈結構10實現(xiàn)無約束，沿徑向方向轉(zhuǎn)動自由度依靠并聯(lián)片體形柔性結構11來實現(xiàn)無約束。
【主權項】
1.一種用于高精度光學元件的多點柔性支撐裝置，其特征在于，其包括支撐盤(9)和柔性支撐結構單元(3)，所述柔性支撐結構單元(3)包括凸臺(2)、凸臺壓板(6)、凸臺緊固螺母(8)、柔性支撐主體結構(4)、蝶形彈簧(5)和支撐位置調(diào)整螺母(7)，光學元件結構(I)通過多組圓周均布的所述柔性支撐結構單元(3)固定在所述支撐盤(9)上，所述凸臺(2)粘接固定在光學元件結構(I)的側(cè)壁，凸臺(2)通過凸臺壓板(6)和凸臺緊固螺母(8)壓緊在柔性支撐主體結構(4)上，支撐位置調(diào)整螺母(7)將柔性支撐主體結構(4)壓緊到支撐盤(9)上，柔性支撐主體結構(4)和支撐盤(9)之間設置有蝶形彈簧(5)，通過柔性支撐主體結構(4)將相關自由度方向光學元件結構(I)的熱應力轉(zhuǎn)化為柔性支撐主體結構(4)的變形應力。2.根據(jù)權利要求1所述的一種用于高精度光學元件的多點柔性支撐裝置，其特征在于，所述柔性支撐主體結構(4)包括，十字形柔性鉸鏈結構(10)和并聯(lián)片體形柔性結構(11)，十字形柔性鉸鏈結構(10)和并聯(lián)片體形柔性結構(11)均通過火花線切割技術在整個零件上切出通槽，十字形柔性鉸鏈結構(1)由通槽(CI)、通槽(C2)、通槽(C6)和通槽(C7)切割形成，所述通槽(Cl)、通槽(C2)、通槽(C6)和通槽(C7)結構相同，所述通槽(Cl)包括豎直部分和水平部分，所述通槽(Cl)和通槽(C2)設置在柔性支撐主體結構(4)的豎直結構的下端，通槽(Cl)和通槽(C2)的水平部分設置在柔性支撐主體結構(4)的豎直機構和水平結構連接處，所述通槽(Cl)和通槽(C2)設置在柔性支撐主體結構(4)的豎直結構的上端，所述通槽(Cl)和通槽(C2)整體與通槽(C6)和通槽(C7)十字交叉相對設置，并聯(lián)片體形柔性結構(11)由通槽(C3)、通槽(C4)和通槽(C5)切割形成，所述通槽(C3)和通槽(C4)結構相同，所述通槽(C3)包括兩個水平部分，兩個水平部分一端通過豎直部分連通，所述通槽(C3)和通槽(C4)對稱設置，水平的通槽(C5)設置在通槽(C3)和通槽(C4)整體的下方。3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種用于高精度光學元件的多點柔性支撐裝置，其特征在于，所述柔性支撐結構單元(3)的數(shù)量η的取值為:3。4.根據(jù)權利要求3所述的一種用于高精度光學元件的多點柔性支撐裝置，其特征在于，所述柔性支撐結構單元(3)數(shù)量為6。
【專利摘要】一種用于高精度光學元件的多點柔性支撐裝置屬于高精度光學元件精密支撐技術領域，目的在于解決現(xiàn)有技術裝配過程中的干擾因素對面形影響嚴重，摩擦系數(shù)大的問題。本發(fā)明包括支撐盤、凸臺、凸臺壓板、凸臺緊固螺母、柔性支撐主體結構、蝶形彈簧和支撐位置調(diào)整螺母，凸臺粘接固定在光學元件結構的側(cè)壁，凸臺通過凸臺壓板和凸臺緊固螺母壓緊在柔性支撐主體結構上，支撐位置調(diào)整螺母將柔性支撐主體結構壓緊到支撐盤上，柔性支撐主體結構和支撐盤之間設置有蝶形彈簧。本發(fā)明能夠通過控制柔性支撐結構在精密裝配過程的形狀，控制光學元件產(chǎn)生附加內(nèi)應力，保證超高面形精度的實現(xiàn)，可以減小熱因素對光學元件面形的影響。
【IPC分類】G02B7/02, G03F7/20, G02B7/00
【公開號】CN105467544
【申請?zhí)枴緾N201510960101
【發(fā)明人】王輝, 周烽, 郭本銀, 謝耀, 王麗萍
【申請人】中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月21日