阅读说明：本技术 一种光透过率调节装置及照明系统 (Light transmittance adjusting device and lighting system ) 是由 章富平 王彩红 湛宾洲 郁健 周伟 于 2018-09-13 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种光透过率调节装置及照明系统。所述光透过率调节装置包括调节本体以及与所述调节本体连接的驱动部；所述驱动部用于带动所述调节本体沿第一方向或所述第一方向的反方向运动；所述调节本体包括基板以及至少一个光调节单元,所述光调节单元包括形成于所述基板上且等间距分布的多个凹槽,所述凹槽沿所述第一方向延伸；被调节光斑落于所述光调节单元所在区域内；沿所述第一方向,所述凹槽的宽度逐渐增大或减小。本发明实施例提供的技术方案,使得光透过率调节装置的结构简单,成本低,实现了连续光透过率调节,能够以较小空间尺寸的调节本体实现较高的光透过率调节分辨率。(The invention discloses a light transmittance adjusting device and an illuminating system. The light transmittance adjusting device comprises an adjusting body and a driving part connected with the adjusting body; the driving part is used for driving the adjusting body to move along a first direction or the direction opposite to the first direction; the adjusting body comprises a substrate and at least one light adjusting unit, the light adjusting unit comprises a plurality of grooves which are formed on the substrate and distributed at equal intervals, and the grooves extend along the first direction; the adjusted light spot falls in the area where the light adjusting unit is located; the width of the groove gradually increases or decreases along the first direction. According to the technical scheme provided by the embodiment of the invention, the light transmittance adjusting device is simple in structure and low in cost, continuous light transmittance adjustment is realized, and higher light transmittance adjustment resolution can be realized by using the adjusting body with smaller space size.)

一种光透过率调节装置及照明系统

技术领域

本发明实施例涉及光透过率调节技术，尤其涉及一种光透过率调节装置及照明系统。

背景技术

照明系统是光刻机设备的重要组成部分，为避免照明系统中的至少两个汞灯光功率不同影响光刻机的精度，需采用光透过率调节装置调节各汞灯发出的光。

图1是现有技术中光透过率调节装置中调节本体的结构示意图。如图1所示，调节本体包括扇形基板201以及形成于扇形基板201上的多个直径不同的圆孔202，扇形基板201能够以其扇形圆心为轴转动。对于图1所示调节本体，在扇形基板201转动的过程中，被调节光斑覆盖范围内的圆孔的直径发生变化，进而实现光透过率调节。图1所示调节本体的光透过率范围受限，上限仅为50％左右，此外，由于多个圆孔202之间彼此分立，无法实现连续透过率调节，且无法以较小的空间尺寸实现较高的光透过率调节分辨率。为解决上述问题，现有技术中提出了一种光学补偿器，光学补偿器能够利用镜片在不同角度下光透过率不同的方式改变光透过率，但由于需要采用两块镜片，光学补偿器沿光轴方向占用的空间较大，结构复杂，且由于镜面镀膜工艺难度大，导致其成本较高。

发明内容

本发明提供一种光透过率调节装置及照明系统，以简化光透过率调节装置的结构，降低光透过率调节装置的成本，实现连续光透过率调节，以较小空间尺寸的调节本体实现较高的光透过率调节分辨率。

第一方面，本发明实施例提供了一种光透过率调节装置，包括调节本体以及与所述调节本体连接的驱动部；

所述驱动部用于带动所述调节本体沿第一方向或所述第一方向的反方向运动；

所述调节本体包括基板以及至少一个光调节单元，所述光调节单元包括形成于所述基板上且等间距分布的多个凹槽，所述凹槽沿所述第一方向延伸；被调节光斑落于所述光调节单元所在区域内；

沿所述第一方向，所述凹槽的宽度逐渐增大或减小。

第二方面，本发明实施例还提供了一种照明系统，包括上述第一方面所述的光透过率调节装置。

本发明实施例提供的光透过率调节装置包括调节本体以及与调节本体连接的驱动部，驱动部用于带动调节本体沿第一方向或第一方向的反方向运动，调节本体包括基板以及至少一个光调节单元，光调节单元包括形成于基板上且等间距分布的多个凹槽，凹槽沿第一方向延伸，被调节光斑落于光调节单元所在区域内，沿第一方向，凹槽的宽度逐渐增大或减小，使得光透过率调节装置的结构简单，成本低，此外，沿第一方向，凹槽贯穿光调节单元且宽度逐渐增大或减小，实现了连续光透过率调节，在进一步调节凹槽宽度的渐变量后，能够以较小空间尺寸的调节本体实现较高的光透过率调节分辨率。

附图说明

为了更加清楚地说明本发明示例性实施例的技术方案，下面对描述实施例中所需要用到的附图做一简单介绍。显然，所介绍的附图只是本发明所要描述的一部分实施例的附图，而不是全部的附图，对于本领域普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图得到其他的附图。

图1是现有技术中光透过率调节装置中调节本体的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种光透过率调节装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种调节本体的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种光调节单元的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的又一种光调节单元的结构示意图；

图6是光经过调节本体后静态均匀性的仿真结果；

图7是光经过调节本体后积分均匀性的仿真结果；

图8是光经过调节本体后光瞳均匀性的仿真结果；

图9是本发明实施例提供的又一种调节本体的结构示意图；

图10是本发明实施例提供的又一种调节本体的结构示意图；

图11是本发明实施例提供的一种照明系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

图2是本发明实施例提供的一种光透过率调节装置的结构示意图。如图2所示，光透过率调节装置包括调节本体100以及与所述调节本体100连接的驱动部200，所述驱动部200用于带动所述调节本体100沿第一方向(未在图2中示出)或所述第一方向的反方向运动。图3是本发明实施例提供的一种调节本体的结构示意图。如图3所示，所述调节本体包括基板110以及至少一个光调节单元，所述光调节单元包括形成于所述基板110上且等间距分布的多个凹槽101，所述凹槽101沿所述第一方向X延伸，被调节光斑102落于所述光调节单元所在区域内，沿所述第一方向X，所述凹槽101的宽度逐渐增大。

需要说明的是，等间距分布指的是在任一条垂直于第一方向X且贯穿光调节单元的直线上，该光调节单元中的多个凹槽101均等间距分布。此外，在本实施例的其他实施方式中，也可以是沿第一方向X，凹槽101的宽度逐渐减小。

可选的，基板110可以为金属薄片，厚度的取值范围可以为大于0小于等于2mm。值得注意的是，形成被调节光斑102的光的功率通常较高，因此基板110的材料为金属材料，以避免基板110在正常使用过程中损坏。

示例性的，在调节本体的设计过程中，可先预设宽度不变的多个初始凹槽，记各初始凹槽靠近基板110圆心一侧的边为第一边，远离基板110圆心一侧的边为第二边，则同一光调节单元中多个初始凹槽的第一边所在的圆是以第一点为圆心的同心圆，第二边所在的圆是以第二点为圆心的同心圆，且第一点和第二点重合，可选的，可以为基板110圆心。然后调节第一点和第二点的位置，使第一点和第二点分别沿第一直径的垂直方向移动第一距离和第二距离，其中，第一距离小于第二距离，第一直径为未移动第一点和第二点前，任一第一边所在的圆的直径。再对应调节各初始凹槽第一边和第二边的位置，形成多个凹槽101，使得各凹槽101靠近基板110圆心一侧的边是以调节后第一点为圆心的同心圆，远离基板110圆心一侧的边是以调节后第二点为圆心的同心圆。值得注意的是，上述实例以调节圆心为例对凹槽101的形成方式进行说明，在本实施例的其他实施方式中，还可以通过其他方式形成凹槽101，例如调节曲率半径，本实施例对此不做具体限定。

还需要说明的是，为使得调节本体能够对整个被调节光斑102进行光透过率调节，本实施例设置被调节光斑102落于光调节单元所在区域内，较佳的，如图3所示，被调节光斑102的直径等于光调节单元的宽度。

本实施例提供的光透过率调节装置包括调节本体100以及与调节本体100连接的驱动部200，驱动部200用于带动调节本体100沿第一方向X或第一方向X的反方向运动，调节本体100包括基板110以及至少一个光调节单元，光调节单元包括形成于基板110上且等间距分布的多个凹槽101，凹槽101沿第一方向X延伸，被调节光斑102落于光调节单元所在区域内，沿第一方向X，凹槽101的宽度逐渐增大，使得光透过率调节装置的结构简单，成本低，此外，沿第一方向X，凹槽101贯穿光调节单元且宽度逐渐增大或减小，实现了连续光透过率调节，在进一步调节凹槽101宽度的渐变量后能够以较小空间尺寸的调节本体实现较高的光透过率调节分辨率。

示例性的，如图3所示，所述至少一个光调节单元包括第一光调节单元121、第二光调节单元122以及第三光调节单元123，所述第三光调节单元123中所述凹槽101的最小宽度大于所述第二光调节单元122中所述凹槽101的最大宽度，所述第二光调节单元122中所述凹槽101的最小宽度大于所述第一光调节单元121中所述凹槽101的最大宽度。

需要说明的是，由于凹槽101在第一方向X上的宽度逐渐增大或减小，设置第三光调节单元123中凹槽101的最小宽度大于第二光调节单元122中凹槽101的最大宽度，第二光调节单元122中凹槽101的最小宽度大于第一光调节单元121中凹槽101的最大宽度时，第三光调节单元123的光透过率最小值大于第二光调节单元122的光透过率最大值，第二光调节单元122的光透过率最下值大于第一光调节单元121的光透过率最大值，进而使得第一光调节单元121的光透过率范围、第二光调节单元122的光透过率范围以及第三光调节单元123的光透过率范围之间无交叠部分，避免了重复设置导致的空间浪费，值得注意的是，能够通过调节各光调节单元中多个凹槽101的宽度以及凹槽101间距改变对应的光透过率范围。

可选的，所述第三光调节单元123的光透过率范围可以为65％～75％，所述第二光调节单元122的光透过率调节范围可以为45％～55％，所述第一光调节单元121的光透过率调节范围可以为20％～30％。

需要说明的是，65％～75％，45％～55％以及20％～30％为现有技术中常用的三个光透过率范围，本实施例将同一调节本体上的三个光调节单元的光透过率范围分别设置为上述三个范围，增加了光透过率调节装置的实用性，且使得能够根据实际需要调节至对应的光调节单元，方便使用。

继续参见图3，调节本体还包括全透光单元105，所述全透光单元105的形状为圆形，所述圆形的直径大于所述被调节光斑102的直径。值得注意的是，理想情况下圆形的全透光单元105的直径等于被调节光斑102的直径时也可实现100％的光透过率，但考虑到系统误差的存在，此处设置圆形的全透光单元105的直径大于被调节光斑102的直径。

需要说明的是，在本实施例的其他实施方式中，全透光单元105的形状也可以为圆形以外的其他形状，本实施例对此不作具体限定，只要能够保证光斑在全透光单元105所在范围内即可。

继续参见图3，在使用过程中，通过驱动部带动调节本体运动，使被调节光斑120从实线圆框所示的第一位置逐渐运动至虚线圆框所述的第二位置，示例性的，设置该过程中调节本体的转动角度为20°，采用电机直驱带动调节本体旋转，电机旋转一周的步数为3000步，此外，参见上述说明可知，各光调节单元的光调节范围跨度均为10％，则光透过率调节分辨率a＝10％/[(20/360)×3000]＝0.06％。

在本实施例中，垂直于所述第一方向X的直线为基准线，贯穿所述光调节单元的任一所述基准线上，所述多个凹槽的宽度可以相等。

示例性的，图4是本发明实施例提供的一种光调节单元的结构示意图。为避免示意出的基准线过多导致图4结构不清晰，在图4中以虚直线的方式示意出一个基准线，如图4所示，记该基准线为第一基准线103，第一基准线103贯穿光调节单元，在第一基准线103上，光调节单元中的各凹槽101的宽度相等。值得注意的是，凹槽101在第一基准线103上的宽度即为该凹槽101与第一基准线103相交部分在第一基准线103延伸方向上的长度。

可选的，垂直于所述第一方向X的直线为基准线，贯穿所述光调节单元的任一所述基准线上，所述光调节单元的中点为第一中心，与所述第一中心距离相等的所述凹槽101的宽度相等，且以所述中心为拐点，所述凹槽101的宽度在该基准线的延伸方向上先减小再增大。

示例性的，图5是本发明实施例提供的又一种光调节单元的结构示意图。为避免示意出的基准线过多导致图5结构不清晰，在图5中以虚直线的方式示意出一个基准线，如图5所示，记该基准线为第二基准线104，继续参见图5，第二基准线104贯穿光调节单元，在第二基准线104上，光调节单元的中心为O点，与O点距离相等的凹槽101的宽度相等，且以O点为拐点，光调节单元中的多个凹槽101的宽度在第二基准线104的延伸方向上先减小再增大。继续参见图5，光调节单元包括第一凹槽11、第二凹槽12、第三凹槽13、第四凹槽14、第五凹槽15、第六凹槽16、第七凹槽17、第八凹槽18、第九凹槽19、第十凹槽20以及第十一凹槽21，上述第一凹槽11至第十一凹槽21依次排列，记第一凹槽11在第二基准线104上的宽度为A，第二凹槽12在第二基准线104上的宽度为B，第三凹槽13在第二基准线104上的宽度为C，第四凹槽14在第二基准线104上的宽度为D，第五凹槽15在第二基准线104上的宽度为E，第六凹槽16在第二基准线104上的宽度为F，第七凹槽17在第二基准线104上的宽度为G，第八凹槽18在第二基准线104上的宽度为H，第九凹槽19在第二基准线104上的宽度为I，第十凹槽20在第二基准线104上的宽度为J，第十一凹槽21在第二基准线104上的宽度为K，则A>B>C>D>E>F,F<G<H<I<J<K。

需要说明的是，图5示意出了被调节光斑120的一种位置，该位置处被调节光斑120所在圆形区域内，未被调节的光的能量呈高斯分布，但具有很好的对称性。采用图5所示光调节单元对光进行透过率调节时，为保证光经调节本体后的均匀性改变较小，被调节光斑120所在圆形区域中第一轴线CD两侧区域的光透过率以及第二轴线AB两侧区域的光透过率均需一致。对于第一轴线CD两侧的区域，由于光透过率呈线性增长方式，因此能够通过改变第一方向X上凹槽101的单位长度的光透过率调节范围来减小调节本体对光均匀性的影响。对于第二轴线AB两侧的区域，则可以通过上述调节凹槽101宽度的方式使得第二轴线AB两侧区域的光透过率相同。可以理解的是，在具有图5所示结构的光调节单元中，需使得被调节光斑102的圆心与光调节单元在基准线上的中点重合。

综上所述，图5中凹槽宽度的设置方式减小了调节本体对光学系统的静态均匀性、积分均匀性以及光瞳均匀性的影响，进而保持了上述光学系统原有的静态均匀性、积分均匀性以及光瞳均匀性，提升了采用该调节本体的照明系统的精度。

示例性的，下述表1是本发明实施例提供的一种光的均匀性的测试结果。在光未经过光透过率调节装置时测得。下述表2是本发明实施例提供的又一种光的均匀性的测试结果。在光经过光透过率调节装置后测得，该光透过率调节装置的调节本体包括与图3所示调节本体结构相似的四个光调节单元，与图3不同的是，该调节本体除全透光单元105外的三个光调节单元均采用图5中凹槽101宽度的设置方式，即在沿垂直于第一方向X且贯穿对应光调节单元的基准线上，该光调节单元中的多个凹槽101的宽度以光调节单元的中点为拐点先减小再增大。参见表1和表2可知，光经过上述光透过率调节装置后，其静态均匀性、积分均匀性以及光瞳均匀性均改变不大，保持了原有的光学特性，说明光透过率调节装置对光均匀性的影响较小。具体的，图6是光经过调节本体后静态均匀性的仿真结果。图7是光经过调节本体后积分均匀性的仿真结果。图8是光经过调节本体后光瞳均匀性的仿真结果。图6至图8进一步说明了光透过率调节装置对光均匀性的影响较小。

表1

静态均匀性	积分均匀性	光瞳均匀性
			0.83％	0.46％	1.63％

表2

图9是本发明实施例提供的又一种调节本体的结构示意图。如图9所示，所述调节本体包括基板110以及至少一个光调节单元，所述光调节单元包括形成于所述基板110上且等间距分布的多个凹槽101，所述凹槽101沿所述第一方向X延伸，被调节光斑102落于所述光调节单元所在区域内，沿所述第一方向X，所述凹槽101的宽度逐渐增大。具体的，所述至少一个光调节单元包括第四光调节单元124，沿所述第一方向X，所述第四光调节单元124中所述凹槽101的宽度从零逐渐增加至与相邻所述凹槽101连通。

需要说明的是，图9中的调节本体仅包括一个光调节单元，使得光调节单元在第一方向X上的长度取值范围为大于0小于基板110周长，由于光调节单元在第一方向X上的长度可设置的较大，因此在光透过率范围不变的前提下，能够提升光透过率调节分辨率。此外，可根据实际需要将光透过率范围调节至0-100％，实现光透过率在0-100％之间的连续调节。在本实施例的其他实施方式中，还可以通过别的方式对光透过率范围进行调节，示例性的，减小调节本体的运动速度。

继续参见图9，所述基板110的形状为圆形，所述第一方向X为所述圆形的边的延伸方向。需要说明的是，基板110的形状还可以为圆形以外的其他形状，本实施例对此不作具体限定，值得注意的是，随着基板110形状的改变凹槽101的结构会对应变化。

示例性的，图10是本发明实施例提供的又一种调节本体的结构示意图。如图10所示，所述基板110的形状为矩形，所述第一方向X为所述矩形的长边的延伸方向。

需要说明的是，虽凹槽101的结构随基板110的形状发生了变化，但光调节原理以及设置方式与圆形基板110的情况相同，此处不再赘述。

图11是本发明实施例提供的一种照明系统的结构示意图。如图11所示，照明系统2包括本发明任意实施例所述的光透过率调节装置1。

示例性的，照明系统2可以为光刻机的照明系统。在本实施例的其他实施方式中，照明系统2还可以为其他设备的照明系统，本实施例对此不作具体限定。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。