光刻机光瞳整形普遍采用衍射光学元件(DOE)来产生各种照明模式。针对其光学特性的检测需求，提出了一种光刻机光瞳整形DOE远场多参数检测方法。该方法通过对远场光强分布进行转换，可同时获得DOE远场衍射图样的极平衡性、极张角、极方位角、半孔径角和径向光强分布等多种光学特性参数。实验中，对国外加工的产生四极照明模式的DOE进行了远场多参数检测与分析，结果表明该方法可以满足光刻机光瞳整形DOE的检测要求。

投影光刻机普遍采用衍射光学元件(DOE)来产生各种照明模式。针对投影光刻机中准分子激光器空间相干性差的特点，提出了一种混合分区设计方法，并利用该方法对产生传统照明模式、二极照明模式和四极照明模式的DOE进行了具体的设计。仿真分析了采用常规重复分区方法和混合分区方法的两类设计结果，并对它们的远场光强分布进行了详细的比较分析。在相同的局部优化算法条件下，相对于常规重复分区方法的设计结果而言，混合分区方法设计的DOE可使传统照明模式的非均匀性从26.45%下降到1.12%，二极照明模式的非均匀性从19.93%下降到5.45%，四极照明模式的非均匀性从17.73%下降到3.54%。混合分区设计方法无需改变局部优化算法，在保持高衍射效率的同时能大幅度提高光瞳均匀性。

针对星敏感器系统探测要求，设计了像方远心光路的双高斯光学系统。该系统在满足弥散斑和能量集中度等要求的情况下，具有相对孔径大、畸变小、色差小以及星点位置对离焦不敏感等特点。利用调制传递函数仪测量了星敏感器光学系统的光学性能，测量结果表明各视场处的弥散斑80%的能量均集中在直径为20 μm的圆内。提出了采用一维精密气浮转台和单星模拟器对光学系统进行质心畸变测量的方法，测试结果显示星点光斑的质心畸变小于9″。

均匀照明是投影光刻机中实现光刻线条高度均一性的重要条件。采用微透镜阵列作为照明匀光器件，能够在实现矩形照明光斑的同时获得极高的远场分布均匀性。基于微透镜阵列现有的加工工艺，设计出二维方向分开的柱面微透镜阵列，并通过优化设计，克服了微透镜之间的接缝在远场光场处产生的中心亮线。仿真分析表明，所设计的微透镜阵列的远场分布不均匀性达到0.85%。

在高分辨光学光刻技术中，光瞳整形技术针对不同的掩模图形产生特定的光瞳光强分布模式，从而实现分辨力增强，获得更好的成像性能。概述了高分辨率投影光刻机照明系统中基于衍射光学元件(DOE)、微透镜阵列(MLA)和微反射镜阵列(MMA)的3种光瞳整形技术，并对这些技术的工作原理、设计制作方法和性能特点进行了归纳与总结。