1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室 超精密光学工程研究中心，吉林 长春 130033
2 长春理工大学 经济管理学院，吉林 长春 130022
针对光刻投影物镜中光学元件X/Y/θ微动调整的工程需求，研制了一种基于3-RRR结构的光学元件柔顺微动调整机构，并对其位姿正解进行了研究。建立了3-RRR柔顺并联机构的伪刚体模型，并采用矢量代数法理论推导了该机构的位姿正解，得到了它的理论雅克比矩阵。然后，在NASTRAN中建立了3-RRR柔顺并联机构的有限元模型，得到了仿真环境下该机构的位姿正解和雅克比矩阵。最后，对研制的3-RRR柔顺并联机构进行了实验研究，得到了该机构真实的位姿正解和雅克比矩阵。实验结果表明，实验雅克比矩阵的各项系数分别为0.577 7、-0.304 0、-0.283 3、0.002 1、0.524 6、-0.516 5、1.402 6、1.481 9、1.435 3，而理论雅克比矩阵相对应的各项系数分别为0.612 9、-0.306 5、-0.306 5、0、0.530 8、-0.530 8、1.444 6、1.444 6、1.444 6，得到的数据表明: 采用矢量代数法能够理论推导出该机构正确的位姿正解公式。提出的3-RRR柔顺微动调整机构位姿正解方法为微动调整机构的研制提供了设计依据。
柔顺并联机构 光学元件微动调整 位姿正解 伪刚体模型 矢量代数法 雅克比矩阵 flexure parallel mechanism lens micro adjusting mechanism forward kinematic solution pseudo rigid body model vector algebra Jacobian matrix
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所 应用光学国家重点实验室，吉林 长春 130033
针对光刻投影物镜中透镜X-Y调整机构调整量程小、调整精度高的特点，提出了一种基于柔性铰链的X-Y微动调整机构，并将其应用在光刻投影物镜模型中进行了实验验证。首先，基于机构自由度和机构瞬心等概念介绍了该机构的工作原理。然后，用柔性铰链代替传统铰链完成了该机构的结构设计，并对该机构的运动方向刚度、位移输入-输出比以及固有频率和阵型等进行了仿真分析。分析结果表明：该机构X，Y方向的刚度值为1.99 μm/N和1.96 μm/N，X，Y方向的位移输入-输出比值分别为-2.5和-2.56，机构X，Y方向运动的原理误差分别为实际量的8.22％和6.68％。最后，将研制的X-Y微动调整机构用于光刻投影物镜验证模型中，给出了X-Y调整机构补偿前后的系统波像差。结果显示：模型补偿前后的系统波像差RMS分别为50.864 nm和25.933 nm。由此表明，本文设计的柔性微动调整机构补偿效果明显，能够满足光刻投影物镜高精度X-Y调整补偿要求。
光刻物镜 柔性铰链 微动调整机构 系统波像差 lithographic lens flexure hinge micro adjusting mechanism system wavefront aberration
