Объектив Шварцшильда х47 на длину волны λ=13.88 нм

Двухзеркальный объектив Шварцшильда с выпуклым сферическим и вогнутым асферическим зеркалом с расчетным увеличением х47 и пространственным разрешением 20 нм рассчитан в программе Zemax с учетом дифракции излучения.

Элементы объектива были изготовлены из полированного плавленого кварца, шероховатость поверхности аттестовывалась по методике, описанной в [1] на стенде АСМ, представленном на рис.1.

Рисунок 1. Стенд АСМ на безе атомно силового микроскопа Ntegra Prima (NT-MDT).

Форма поверхности анализировалась с помощью "безэталонного интерферометра для прецизионных измерений аберраций оптических элементов и систем". Фотография прибора представлена на рис.2.

Рисунок 2. Безэталонный интерферометр для прецизионных измерений аберраций оптических элементов и систем.

Доведение формы поверхности до дифракционного качества производилась на установке ионно пучкового травления [2] с помощью малоразмерного источника ускоренных ионов. Схема процесса коррекции локальных ошибок формы малоразмерным ионным пучком представлена на рис.3.

Рисунок 3. Схема процедуры коррекции локальных ошибок формы малоразмерным ионным пучком.

Рисунок 4. Интерферограмма и остаточная ошибка формы объектива после коррекции.

В результате был изготовлен объектив Шварцшильда х47 на длину волны 13.88 нм с выпуклым сферическим и вогнутым асферическим зеркалом с остаточной ошибкой формы поверхности λ/487 = 1.3 нм по СКО, обеспечивающей ограниченное дифракцией 20 нм разрешение. Многослойное Mo/Si покрытие обеспечивает коэффициент отражения двухзеркального объектива выше 36%. Конструкция объектива позволяет прецезионно юстировать объектив и теплостабилизирует расстояние между его зеркалами.

[1] N.I. Chkhalo, N.N. Salashchenko, M.V. Zorina, “Note: A stand on the basis of atomic force microscope to study substrates for imaging optics”, Rev. Sci. Instrum. 86 (1), 016102 (3 pp.) (2015).

[2] N.I. Chkhalo, I.A. Kaskov, I.V. Malyshev, M.S. Mikhaylenko, A.E. Pestov, V.N. Polkovnikov, N.N. Salashchenko, M.N. Toropov, I.G. Zabrodin, “High-performance facility and techniques for high-precision machining of optical components by ion beams,” Precision Engineering, v.48, pp.338–346 (2017).