[发明专利]纳米激光直写物镜

说明书

本发明涉及镜头领域，特别为一种纳米激光直写物镜。包括沿光线入射方向依次设置的负光焦度的第一群组、正光焦度的第二群组、光阑、以及正光焦度的第三群组；其中各群组的焦距满足以下关系：0.65＜|fA/fB|＜3.5；4.0＜|fB/fC|＜15.0；‑120mm＜fA＜‑40mm；40mm＜fB＜80mm；5mm＜fC＜15mm，其中：fA为第一群组的焦距，fB为第二群组的焦距，fC为第三群组的焦距。本发明提供一种数值孔径NA至1.3左右且高分辨率的纳米激光直写物镜，该物镜为无限远复消色差类型系统，且无需使用超半球镜片，便于物镜的加工，能降低物镜的制造成本。

技术领域

本发明涉及镜头领域，特别为一种纳米激光直写物镜。

背景技术

光刻机是一种用于在芯片、印刷电路板、掩膜板、平板显示器、生物芯片、微机械电子芯片、光学玻璃平板等衬底材料上印刷构图的设备。传统的光刻工艺中所使用的铬玻璃掩膜板需要由专业供应商提供，但是在研发环境中，掩膜板的设计通常需要经常改变。无掩膜光刻技术通过以软件设计电子掩膜板的方法，克服了这一问题。与通过物理掩膜板进行光照的传统工艺不同，激光直写是通过电脑控制一系列激光脉冲的开关，在光刻胶上直接曝光绘出所要的图案。激光直写技术通常用于微结构制作，比如衍射光学元件、光栅等等。

在激光直写设备中，显微物镜无疑是一种重要部件。显微镜物镜为了提高数值孔径NA至1.3左右来实现高分辨率，通常可以把工作介质由空气换为折射率为1.5左右的液体，可增大第一片镜片的收集光线的角度，且需要设计第一片镜片为超半球镜片，这样对镜片加工不利，并提高了镀膜的难度，进而增加物镜的成本。

发明内容

本发明的目的在于：克服以上缺点提供一种数值孔径NA至1.3左右且高分辨率的纳米激光直写物镜，该物镜为无限远复消色差类型系统，且无需使用超半球镜片，便于物镜的加工，能降低物镜的制造成本。

本发明通过如下技术方案实现：

方案一：

一种纳米激光直写物镜，其特征在于：包括沿光线入射方向依次设置的负光焦度的第一群组、正光焦度的第二群组、光阑、以及正光焦度的第三群组；

其中各群组的焦距满足以下关系：

0.65＜|fA/fB|＜3.5；

4.0＜|fB/fC|＜15.0；

其中：fA为第一群组的焦距，fB为第二群组的焦距，fC为第三群组的焦距；

所述第一群组的焦距fA为：-120mm＜fA＜-40mm；

所述第二群组的焦距fB为：40mm＜fB＜80mm；

所述第三群组的焦距fC为：5mm＜fC＜15mm。

为了提高分辨率，在第二群组中至少有两片镜片使用超低色散材料，所述超低色散材料的阿贝数范围为90～100。

为了进一步提高分辨率，在第三群组中至少有一片镜片使用超低色散材料，所述超低色散材料的阿贝数范围为90～100。

优选地，所述第一群组包括沿着光线入射方向依次设置的弯月型的第一透镜、双凸型的第二透镜、双凹型的第三透镜、双凹型的第四透镜、双凹型的第五透镜、双凸型的第六透镜以及正光焦度的第七透镜；

所述第二透镜和第三透镜组成密接的双胶合组，所述第五透镜和第六透镜组成密接的双胶合组。

优选地，所述第二群组包括沿着光线入射方向依次设置的双凹型的第八透镜一、双凸型的第九透镜一、双凸型的第十透镜一、双凹型的第十一透镜一、双凸型的第十二透镜一、双凸型的第十三透镜一、弯月型的第十四透镜一、双凸型的第十五透镜一、双凹型的第十六透镜一、弯月型的第十七透镜一、以及负弯月型的第十八透镜一；