XUV雙元件平面對(duì)稱光學(xué)系統(tǒng)像差.pdf

1、在真空紫外和軟X射線(XUV)光柵光譜儀系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化中，尤其在掠入射或接收角較大的情況下，像差是影響儀器分辨率的重要因素。目前，國(guó)際上存在的XUV平面對(duì)稱光學(xué)系統(tǒng)的像差理論大多針對(duì)單元件系統(tǒng)，而實(shí)際應(yīng)用中，XUV光學(xué)裝置都是由若干元件組合而成。在多元件軸對(duì)稱光學(xué)系統(tǒng)中，由于像差對(duì)孔徑光線坐標(biāo)的影響較小，因此孔徑光線坐標(biāo)通常都采用線性近似處理。但對(duì)于平面對(duì)稱光學(xué)系統(tǒng)而言，光線是斜入射的，因此，像差對(duì)光線孔徑坐標(biāo)的影響通常比較嚴(yán)重；另一

2、方面，在計(jì)算多元件系統(tǒng)的波像差時(shí)，如果孔徑光線坐標(biāo)采用線性近似，則系統(tǒng)波像差具有簡(jiǎn)單的表達(dá)形式，所以我們有必要研究孔徑光線線性近似下像差精度的有效性。 本文具體研究?jī)?nèi)容及結(jié)果如下： 1、在平面對(duì)稱衍射理論的基礎(chǔ)上考慮折射率的影響，推導(dǎo)了平面對(duì)稱折射光學(xué)系統(tǒng)的像差，結(jié)果使得反射、衍射、折射光學(xué)系統(tǒng)的像差系數(shù)可以用同一組公式表達(dá)；當(dāng)入瞳沿光軸偏離光學(xué)元件表面時(shí)，修正了單元件波像差系數(shù)以及像差系數(shù)。 2、在計(jì)算雙元件平

3、面對(duì)稱光學(xué)系統(tǒng)的波像差時(shí)，采用擬合法得到孔徑光線在兩塊元件之間的三階傳輸方程；結(jié)合光線追跡解析法，推導(dǎo)出精確的像差系數(shù)表達(dá)式，并參考單元件波像差系數(shù)，將像差表達(dá)式轉(zhuǎn)換成雙元件波像差形式。最后分析了像差式的結(jié)果，并將其總結(jié)為兩部分：1）孔徑光線線性近似下的像差系數(shù)；2）孔徑光線高階形式下的像差系數(shù)修正項(xiàng)（包括離焦部分的高階修正項(xiàng)）。 3、結(jié)合光線追跡程序SHADOW和像差表達(dá)式結(jié)果對(duì)光柵光譜儀模型進(jìn)行數(shù)值驗(yàn)證。結(jié)果表明：1）在離焦