照明系统是光刻机的重要组成部分，其主要功能是对激光光束进行扩束、整形和匀光。石英晶体x晶向具有本征双折射特点，以其原理制作的偏振装置可实现对光束偏振态的控制，配合离轴照明，能够进一步提高光刻机照明系统的分辨率和成像质量。受传统石英晶体生长工艺和晶体自范性限制，用于偏振装置的大口径石英波片(＞50 mm)一直是石英晶体研究的难题。本文利用平行定向生长水热工艺，系统调整温度、压力、矿化剂种类和浓度、节流挡板开孔率等参数，成功合成了可用于193 nm波长的高透过率石英单晶，并加工出已知报道的最大尺寸160 mm石英波片坯料。实验过程中使用改进的框架籽晶法淘汰了可遗传腐蚀隧道缺陷，通过优化原料配比进一步降低Al3+、Na+等微量元素含量，控制升温曲线实现籽晶界面晶格匹配，从而淡化籽晶外延区域均匀性差异。对单晶样品进行微量元素含量、内透过率、双折射性能和光学均匀性表征，结果表明，石英晶体微量元素总含量控制在7×10-6以内，内透过率达到99.80%/mm，双折射率差不均匀性低于0.029 7%，140 mm有效通光口径内光学均匀性PV值达到3.9×10-6。

极化处理是压电半导体材料制备及构件设计中的关键工艺, 直接影响着其压电性能。根据夹层极化的方法, 研制出一种多样性极化实验装置, 解决了压电半导体的极化问题, 并对极化后的GaN材料性能进行了系统研究。实验结果表明: (1)极化使GaN材料具备了压电性能, 改变了其力电性能参数; (2)极化显著提高了压电半导体的导电能力, 改变了其弯曲强度。

偏振光束由于其应用广泛并且具有某些特殊的性质,被引起广泛的关注。因此,如何通过实验的方法产生偏振光束在实际应用中是非常必要的。现提出了一种产生非相干柱对称偏振光束的方法,用偏振膜做成的圆锥偏振装置是产生非相干柱对称偏振光束的关键部件,装置能够将入射的一束自然光经透射后直接转变为非相干柱对称偏振光束。实验结果表明,该方法简单有效,所产生的非相干柱对称偏振光束可靠性好、实用性强。