[发明专利]一种分析高数值孔径成像系统空间像的方法

说明书

技术领域

本发明设计一种分析高数值孔径成像系统空间像的方法，属于高分辨成像和分辨率增强技术领域。

背景技术

当前高分辨显微镜、望远镜和用于制备超大规模集成电路的光刻系统，均采用高数值孔径(NA)成像技术。为了提高成像系统分辨力，需要利用浸没式(NA＞1)成像系统。研究表明，对于浸没式成像系统，忽略电磁波矢量特性的标量成像模型已经不再适用，只有考虑了电磁波在全光路中的矢量特性的成像模型才能精确描述轴外视场点的成像特性。

在实际的NA＞1偏振成像系统中，不可避免的存在偏振像差。研究表明，偏振像差有多种表征方法，目前在成像系统模型和成像性能分析中常采用二维琼斯光瞳表示方法。

相关专利(中国专利CN102323721A)公开了一种获取非理想部分相干光刻系统空间像的方法。该方法中使用二维形式的偏振像差，可以适用于小视场成像系统或者高数值孔径NA(大视场)成像系统的近轴视场点的成像分析。但是以上方法中的二维偏振像差在与成像模型结合时需要从二维到三维的转换，这在仿真高NA成像系统的轴外视场时不够精确，会带来一定程度的误差。因此该方法不完全适用于高NA成像系统的成像性能分析以及高NA成像系统的分辨率增强技术优化方法的研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种分析高数值孔径成像系统空间像的方法，该方法在分析空间像时不需要进行二维到三维的转换，其弥补了结合二维偏振像差的成像模型在分析高NA成像系统轴外视场点空间像时的不足，适用于任意高NA成像系统。

实现本发明的技术方案如下：

一种分析高数值孔径成像系统空间像的方法，具体步骤为：

步骤101、将成像物图形初始化为N×N的矩阵M，其中矩阵的元素为成像物的透射率；

步骤102、对部分相干光源面进行栅格化，将每一栅格区域看作点光源，用每一区域中心点的光源的振幅和相位表示其所处栅格区域光源的振幅和相位；

步骤103、选定一点光源，根据该选定点光源的入射电场和矩阵M，利用傅立叶光学理论计算成像系统入瞳上的衍射频谱在全局坐标系下的分布E^ent(α，β)，其中E^ent(α，β)为N×N的矢量矩阵，该矩阵中的每个元素均为一个3×1的矢量，表示全局坐标系中入瞳上的电场分布分量；

步骤104、获取成像系统在全局坐标系下的三维偏振像差P(α′，β′)，其中P(α′，β′)为N×N的矩阵，该矩阵中每个矩阵元素为一个3×3矩阵，其中元素的表示形式为：