Компьютерное моделирование деформации кварцевой двояковыпуклой линзы при вакуумном креплении в интерферометре

Abstract

Современные проекционно-оптические системы, такие как DUV-литография и высокоапертурные объективы, требуют высокой точности обработки поверхностей, что делает учет механических деформаций оптических элементов особенно важным. В статье представлены результаты компьютерного моделирования деформации кварцевой двояковыпуклой линзы диаметром 195 мм под воздействием вакуума. Исследование выполнено в программных комплексах CAE (Computer-aided engineering) с различными алгоритмами расчетов. Использовалась модель линзы, спроектированная в системе CAD (Computer-aided design). Материал линзы – кварцевое стекло с модулем Юнга 72 ГПа и коэффициентом Пуассона 0,17. Установлено, что рабочий перепад давления 15 кПа вызывает неравномерную деформацию поверхности линзы с максимальными значениями от 22,59 до 23,24 нм в зависимости от алгоритма расчета. Расхождение между результатами составило 2,8 %. Установлена линейная зависимость деформации от перепада давления: при изменении перепада с 0 до 18 кПа деформация возрастает от 0,75 до 27,74 нм. Наибольшее искажение поверхности наблюдается в центральной зоне линзы, что критично для интерферометрических измерений, требующих точности в нанометровом диапазоне. Результаты подчеркивают необходимость корректировки параметров вакуумного крепления для минимизации деформаций и повышения качества обработки оптических поверхностей.