董世则 ，郭 抗 ，李显凌* ，陈华男，张德福

(1.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室 超精密光学工程研究中心，吉林 长春 130033；2.中国科学院大学，北京 100049)

光学元件狭缝柔性调节机构的设计与分析

董世则1，2，郭 抗1，李显凌1*，陈华男1，张德福1

(1.中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室 超精密光学工程研究中心，吉林 长春 130033；2.中国科学院大学，北京 100049)

设计了一种狭缝柔性结构的光学元件调节机构，使光学元件在具备较高调节精度的同时，保持较高的导向精度。采用弹性力学应力函数法分析了狭缝柔性结构的刚度，以径向刚度与轴向刚度的比值为目标函数，对狭缝柔性结构尺寸参数进行了优化，在不超过柔性结构材料屈服应力等约束条件下，刚度比最优值达到1 573.6，较大的刚度比值可以减小调节机构的耦合位移，从而提高机构的导向精度。该结构加工装配方便，可实现三自由度(θx-θy-Z)调节。对优化后的柔性结构进行仿真分析，结果表明：径向刚度与轴向刚度比值的仿真值为1 660.4，解析值与仿真值误差为5.23%，证明了刚度分析方法的有效性。优化后的结构，轴向调节行程为2.09 mm，绕x轴偏转角度调节行程为±16.6 mrad，绕y轴偏转角度调节行程可达到±14.4 mrad，满足光学元件调节的大行程要求。

光刻物镜；调节机构；狭缝柔性结构；刚度比；导向精度

1 引 言

提高光刻分辨率是光刻机发展的重要基础[1-3]，随着分辨率的提高，光刻物镜的像质要求急剧提高，物镜中光学元件调节机构的调节精度需要达到纳米量级甚至亚纳米量级。……