Metoda Phase retrieval pro objektivy a projekční optiku s vyšší numerickou aperturou

Bc. Michal PETEREK

Master's thesis

Phase retrieval method for higher NA objectives and projection optics

Abstract:

Měření vlnových aberací objektivů a projekční optiky s vyšší numerickou aperturou (NA > 0.3) je problematické díky systematickým chybám pomocné optiky měřícího zařízení. Metoda Phase retrieval z intenzitních skenů fokálního regionu nevyžaduje pomocnou optiku a tudíž tento problém překonává. Je ovšem závislá na použitém difrakčním modelu, který u vyšších numerických apertur nabývá na složitosti a vektorové povahy. Obsahuje též parametry závislé na samotné měřené optické soustavě. Cílem práce je stanovení difrakčního modelu pro tuto metodu při NA > 0.3 a praktická implementace algoritmu, jakož i stanovení vlivu systematických chyb na výsledek. Další výhodou, kterou by měla práce zkoumat, je možnost simultánního měření několika polních bodů najednou, což je vlastnost velmi výhodná pro praktickou justáž optických soustav, kde postupné proměřování jednotlivých polních bodů vede na neprakticky dlouhé justážní časy. Práce by měla adresovat možnost dosažení co nejvyšší rychlosti Phase retrieval metody s cílem alespoň 1~Hz.\\

Abstract:

Measurement of wave aberrations of lenses and projection optics on higher numerical aperture (NA > 0.3) is problematic due to systematic errors of the auxiliary optics of the measuring device. The Phase retrieval method from intensity scans of the focal region does not require auxiliary optics and therefore overcomes this problem. However, it strongly depends on the diffraction model used, which acquires complexity and vector nature at higher numerical apertures. The aim of the thesis is to determine the diffraction model for this method at NA > 0.3 and the practical implementation of the algorithm, as well as to determine the effect of systematic errors on the result. Another advantage that the work should examine is the possibility of simultaneous measurement of several field points at once, which is a very advantageous feature for practical adjustment of optical systems, where the gradual measurement of individual field points leads to impractically long adjustment times. The work should address the possibility of achieving the highest possible speed of the Phase retrieval method with a goal of at least 1Hz.

Keywords

Phase retrieval, bodová rozptylová funkce, Debye-Wolfův integrál, Nijboer-Zernike teorie, litografie

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 2. 6. 2020

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Bohumil Stoklasa, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Physics / Optics and Optoelectronics