本发明专利技术是反射镜高精度装夹装置，属于超高精度光学元件检测设备中光学元件的夹持装置领域，解决了超高精度干涉仪系统反射镜装夹问题。该装置主要包括有固定支架、镜框内环、镜框外环、定位支撑结构，压紧结构，所述的镜框内环和镜框外环组成镜框，并将反射镜固定在镜框中，直接与镜框内环接触，镜框内环通过定位支撑结构和压紧结构固定在镜框外环上，定位支撑结构和压紧结构成120度均匀分布，镜框外环在固定支架上，固定支架通过对称布置的底板上的定位孔固定。本发明专利技术广泛应用于超高精度光学元件检测设备中反射镜和透镜光学元件的夹持，解决了重力变形对装置精确度的影响，且克服现有技术中夹持装置过约束的问题。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超高精度光学元件检测设备，具体说是对光学元件面形要求非常高的超精密光学设备中反射镜或透镜等光学元件的夹持装置。
技术介绍
通常使用超高精度的干涉仪来检测光学元件的面形，要实现如此之高的检测精度也对干涉仪自身的精度提出了很高的要求。对于大口径光学元件来讲，其重力变形在高精度应用中变得尤为重要，如何补偿重力变形对光学元件面形的影响就成为能否实现高精度检测的重要因素。光刻设备是电子行业的集成电路生产设备的核心，其通过一个物镜系统来实现纳米级线宽的光刻加工，为了实现如此高的精度，其自身的光学元件的面形要求需要达到 1 2nm。现在的光刻设备制造商通常使用超高精度的菲索干涉仪来检测光刻镜头中的光学元件。在设计超高精度干涉仪时，如何保证光学元件的面形精度是非常重要的，对于大口径光学元件来讲，如何补偿重力变形则成为保证面形精度的前提。菲索形式的干涉仪为了降低高度，通常会添加一个反射镜来改变光路的方向，这块反射镜与水平成45°，因而其口径要远大于光轴上的透镜的口径，并且反射镜对精度的敏感性更高。美国专利(公开号US 6844994B2 ；公开日2005年1月18日)公开了一种补偿光学元件面形的技术。该技术利用压电驱动器，通过闭环反馈控制系统，对光学元件表面施加力和弯矩，来补偿光学元件的面形。但是该技术需要增加反馈控制系统和压电驱动器，结构复杂，并且直接作用在光学元件的表面，不适用于反射镜。美国专利(公开号US 6239924B1 ；公开日2001年5月29日)公开了一种透镜的高精度装夹结构。该结构通过三个挠性支撑来定位光学元件，通过9个弹簧片提供辅助支撑，使重力作用下的变形更加均勻。但是该技术比较适用于透镜的装夹，对于大口径的反射镜来说，其并未能有效地解决重力的影响，该技术中的支撑及压紧结构都是为了使重力变形更加均勻。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种光学元件的装夹装置，它可以将反射镜固定到镜框上，并且不产生过约束，同时可以对重力造成的反射镜面形变化进行补偿，从而保持满意的光学性能。为了解决现有技术存在的不足，本专利技术提供了以下技术方案。反射镜高精度装夹装置，其特征是主要包括有固定支架、镜框内环、镜框外环、定位支撑结构、压紧结构；所述的镜框内环和镜框外环组成镜框，并将反射镜固定在镜框中，且反射镜直接与镜框内环接触；所述的镜框外环安装在固定支架上，固定支架通过定位孔安装在对称布置的底板上； 所述的镜框内环通过定位支撑结构和与之相对应的压紧结构固定在镜框外环上；所述的定位支撑结构安装在镜框外环上，并成120度均勻分布，与之相对应的压紧结构同时安装在镜框外环上，并成120度均勻分布。所述的定位支撑结构和与之相对应的压紧结构为偏心布置。所述镜框内环的下表面上布置了三个定位凹槽，分别为三角形凹槽、矩形凹槽、球形凹槽。所述的定位支撑结构分别与所述的三角形凹槽、矩形凹槽、球形凹槽配合装配。所述的压紧结构包括紧固螺钉、上垫块、下垫块、弹性压片；压紧结构通过紧固螺钉固定在镜框外环上；所述的上垫块和下垫块之间是成斜面形，上垫块和下垫块之间存在一个凹槽，用于放置弹性压片。所述的弹性压片包括压紧端、固定端、凸台、连杆、通孔、 矩形槽；压紧端向下弯曲，固定端向上弯曲呈拱形，且压紧端和固定端通过两个连杆连接在一起；所述的凸台位于压紧端的末端接触镜框内环，且凸台的接触面是平面；所述的固定端上设有通孔、两个矩形槽。有益效果本专利技术广泛应用于超高精度光学元件检测设备中反射镜和透镜光学元件的夹持。有效地解决了重力变形对装置精确度的影响，且克服现有技术中夹持装置过约束的问题。能够严格保证反射镜的纳米级面形精度。特别是对利用菲索干涉仪检测超高精度光学元件面型的准确度给予了充分的保障。附图说明下面结合附图说明及具体实施方式对本专利技术做进一步说明。图1为现有技术中的菲索干涉仪结构示意图。图2为本专利技术的菲索干涉仪中反射镜装夹结构示意图。图3为图2的A-A向的全剖视图。图4为本专利技术的装夹结构内环仰视图。图5为本专利技术的菲索干涉仪中装夹结构去除内环以后的结构示意图。图6为本专利技术的支撑结构与外环之间构成动力学支撑的结构示意图。图7为本专利技术的压紧结构中弹性压片的结构示意图。图8为压紧结构中弹性压片在图7中C向和D向的结构示意图。图9为本专利技术的补偿重力变形作用原理示意图。图10为本专利技术描述装夹流程示意图。图11为本专利技术的菲索干涉仪中反射镜装夹结构示意图。图12为图11的E-E向的全剖视图。图13为本专利技术弹性支撑结构的示意图。图14为图13的B-B向的全剖视图。图15为本专利技术第二实例中反射镜装夹结构去除内环以后的结构示意图。图中1为光源、2为折返镜光机结构、3为CXD系统、4为准直镜组、5为反射镜、6为参考镜光机结构、7为待测件工作台、8为定位孔、IOa为镜框内环、IOb为镜框外环、11为压紧结构、12为紧固螺钉、13为上垫块、14为下垫块、15为弹性压片、16为固定支架、17为底板、18a为三角形凹槽、18b为矩形凹槽、18c为球形凹槽、19为下表面、20为定位支撑结构、 21为支撑座、22为紧固螺钉、23为紧固螺钉、24为定位面、25为球形定位面、26为压紧端、 27为固定端、28为凸台、29为两个连杆、31为通孔、32为矩形槽、34为变形曲线甲、35为变形曲线乙、36丙变形曲线丙、112为弹性支撑结构、122为支撑座、123为紧固螺钉、IM为支撑杆、125为盲孔、126为弹簧、127为细杆。具体实施例方式实施例1 下面通过参考图1到10来描述本专利技术的第一实施例。A、菲索干涉仪的构成(见附图1)。在第一实例中，菲索干涉仪是一种用于高精度面形检测的精密仪器，其光学系统为典型的菲索型干涉光路，利用参考面形成的参考波前来测量待测光学元件的面形精度。对于光刻机物镜等超高精度仪器，重力变形对其元件性能的影响是非常大的，尤其是当光学元件的光轴非垂直于重力作用的情况下。对此，检测光刻机物镜中光学元件面形时要求光学元件光轴垂直。而一般干涉仪设计时都会设计成水平结构，这样更有利于提高结构性能、便于使用。为此，本专利技术中的干涉仪需要在检测光路中添加一块反射镜5，将水平光线转换成垂直光线。图1示意性地描述了菲索干涉仪的构形，该设备包括光源1、折返镜光机结构2、 CCD系统3、准直镜组4、反射镜5、参考镜光机结构6、待测件工作台7。激光光源1发出的光线经过准直镜组4以后变成平行光，平行光经过反射镜5反射以后，变成光轴垂直的光线，然后光线通过参考面形成参考波前(用于检测的标准波前)，参考波前由待测元件表面反射形成检测波前，检测波前与参考波前发生干涉，干涉条纹经CCD系统3采集，经过处理以后就可以获得待测元件表面的面形情况。反射镜5光机结构的作用是提供高精度的装夹和定位，以保证反射镜能够将光源射过来的光线高精度地投射在参考面上。一般反射镜的精度对光学系统的影响较同轴类元件更敏感，其对光机结构的精度提出了更高的要求。B、反射镜装夹结构的构成(见附图2、附图3)。图2是用来描述本专利技术第一实例的干涉仪中反射镜的装夹结构简图。反射镜5固定在镜框中，镜框由镜框内环IOa和镜框外环IOb组成。反射镜5直接与镜框内环IOa接触，镜框内环IOa通过定位支撑结构20 (图 5、图6)和压紧结构本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．反射镜高精度装夹装置，其特征是：包括有固定支架（１６）、镜框内环（１０ａ）、镜框外环（１０ｂ）、定位支撑结构（２０）、压紧结构（１１）、底板（１７）；所述的镜框内环（１０ａ）和镜框外环（１０ｂ）组成镜框，并将反射镜（５）固定在镜框中，且反射镜（５）直接与镜框内环（１０ａ）接触；所述的镜框外环（１０ｂ）安装在固定支架（１６）上，固定支架（１６）通过底板（１７）上的定位孔（８）固定安装；所述的镜框内环（１０ａ）通过定位支撑结构（２０）和与之相对应的压紧结构（１１）固定在镜框外环（１０ｂ）上；所述的定位支撑结构（２０）安装在镜框外环（１０ｂ）上，并沿镜框外环（１０ｂ）的圆周成１２０度角均匀分布，与之相对应的压紧结构（１１）同时安装在镜框外环（１０ｂ）上，并沿镜框外环（１０ｂ）的圆周成１２０度角均匀分布。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王平，田伟，王汝冬，王立朋，隋永新，杨怀江，
申请(专利权)人：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，
类型：发明
国别省市：82
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