本发明属于具有或无折射元件的反射面光学系统，特别是提供了一种放大倍率为1∶1的折反式光学系统，主要用于精细和超精细图形的照相复制，特别是用于投影式光刻机上。 美国的赫希尔（R.S.Hershel）在“Optics in the model 900 Projection Stepper”，（发表在SPIE，Vol.174 P54）使用了维纳-戴森（Wynne-Dyson）折反式光学系统。如图1所示，它包括两个棱镜3，透镜4，透镜5组成的双胶合镜，一个球面反射镜6组成，系统中所有球面都几乎同心，放大倍率为1∶1。当系统中透镜5的折射率高于透镜4的折射率，并且折射率差值适当时，修改透镜的曲率半径可以同时校正整个光学系统的球差和场曲，若透镜5同时还有比透镜4适当高的色散，则系统的色差也能校正。在可见光光谱区，有许多光学玻璃可以选用，这两个条件可以同时满足，所以，这种光学系统的最大数值孔径可以达到0.3，并有直径为几厘米的视场和很宽的工作光谱区（例如从390nm至450nm）。但在紫外光谱区，当波长短于365nm时，可以使用的折射材料目前仅有：熔石英，CaF2晶体，LiF晶体，BaF2晶体。折射率条件和色散条件都因材料限制而无法满足，因而无法校正场曲和色差，系统只能在比可见光谱区小的视场（10×10mm2以下）和很窄的波长范围内（小于3）工作。这种光学系统的数值孔径无法增大，限制了系统分辨的提高。而且在＜365nm光谱区内较好的工作光源是准分子激光器，其输出带宽在3以上（例如XeCl准分子激光器，输出光波长为308nm，带宽10），因此激光器要采用注入锁模或在激光腔内加法布里干涉板等手段，使输出激光带宽变窄，才能做好这种光学系统的光源。这些手段一方面使光源系统变得复杂和昂贵，另一方面激光由于相干性好，做光源使用时有散斑问题，激光窄带化使相干性更高，散斑也更严重，使得光学系统成像质量劣化，降低了实际分辨率。
本发明的目的是提供一种新的光学系统，具有数值孔径大，分辨率高的特点，而且在波长短于365nm地紫外光谱区，采用现有的材料，可获得像质好，视场等于或大于10×10mm2的结果。
本发明的光学系统，包括由棱镜的透镜组成的折射镜组，校正板，球面反射镜构成，所说的校正板的位置在所说的折射镜组与球面反射镜之间，校正板可以是透明的平行平板或至少有一个工作表面为球面的透明校正板。
校正板为平行平板时，如图2所示，平等平板6置于由棱镜3、8，透镜4、5组成的折射镜组与反射镜7之间，当平板厚度满足下式：
S≈ (2n35×n42)/((n25-1)×n21) ［ (d2)/(n2) ×(1- (n21)/(n23) )+d1×(n21-2+ (n21)/(n22) )］
式中：S为平等平板厚度
d1＝（d1′+d1″）/2
d1′为物2到棱镜8表面的距离
d1″为像1到棱镜3表面的距离
n1为棱镜3、8的折射率
n2为折射镜组中透镜4的折射率
ns为校正板折射率
d2为棱镜展开厚度
系统的球差被校正。由于折射镜组的色差与平行平板的色差符号相反，数值相近，即使不专门校正色差，当其他单色象差校正好之后，在波长短于365nm紫外光谱区，这种光学系统能在100左右的光谱范围内自动消色差。
当校正板的工作表面至少有一面是球面时，如图3、图4所示，校正板结构参数取数范围为：
校正板沿光轴厚度S＝2.5mm-88mm
校正板表面12的曲率ρ1＝（-0.46～0.57）/R2
校正板表面13的曲率ρ2＝（-0.46～0.39）/R2
其中ρ1＝1/r1，r1为校正板前表面12的半径
ρ2＝1/r2，r2为校正板后表面13的半径
R2为折射透镜5表面11的半径。
前面所说的两种校正板，可以处在折射镜组与反射镜之间的任何位置，对校正结果没有影响。所处的位置不同时，只是系统结构参数不同而已。
在采用校正板校正像差后，折射镜组与反射镜要校正的像差只有象散，当透镜4、透镜5采用同一种材料时（即用单透镜替代双胶合透镜）系统也能校正象散，使视场达到10×10mm2。若透镜4、透镜5采用不同的材料，则高级象散也能校正，这时系统的线视场要比采用同一种材料时大一倍左右。
本发明的优点是：（1）光学系统的数值孔径大于0.4，提高了系统的分辨率。（2）当光学系统的工作波长小于365nm时，采用现有材料，可以校正色差和象散，使光学系统具有1nm以上的工作带宽和10×10mm2以上的工作视场。可以用在准分子激光光源的投影光学系统，激光不必作窄带化处理。（3）光学系统结构简单，易于加工。
图1，为已有技术的维纳-戴森光学系统图。
图2，为校正板是平行平板的1∶1折反射式光学系统图。
图3，为具有正曲率半径板正板的1∶1折反射光学系统。
图4，为具有负曲率半径校正板的1∶1折反射式光学系统图。
下面是本发明的实施例。
实施例1，校正板6为平行平板
序号 半径 间距 材料
1 （物）平面 （d1′）2.00 空气
2 平面 （d2）31.44 CaF2晶体
3 平面 20.65 CaF2晶体
4 -55.0 110.00 溶石英
5 -161.5 0.0 空气
6 平面 （S）14.9 溶石英
7 平面 396.0 空气
8 -572.8 -396.0 空气
9 平面 （S）-14.9 溶石英
10 平面 0.0 空气
11 -161.5 -110.0 溶石英
12 -55.0 -20.65 CaF2晶体
13 平面 （-d2）-31.44 CaF2晶体
14 平面 （-d1″）-2.02 空气
15 （像）平面
其性能指标为：
数值孔径：0.45
视场：直径为53.1mm
工作波长：308nm
工作带宽：10nm
实施例2，校正板6参数为：
沿光轴厚度S＝2.5
表面12曲率ρ1≈-0.46/R2
表面13曲率ρ2≈-0.46/R2
序号 半径 间距 材料
1 （物）平面 2.00 空气
2 平面 31.44 CaF2晶体
3 平面 20.65 CaF2晶体
4 -55.0 110.00 溶石英
5 （R2）-161.5 0.0 空气
6 （r1）356.7 （S）2.5 溶石英
7 （r2）356.0 416.2 空气
8 -582.0 -416.2 空气
9 （r2）356.7 （-S）-2.5 溶石英
10 （r1）356.0 0.0 空气
11 （R2）-161.0 -110.0 溶石英
12 -55.0 -20.65 CaF2晶体
13 平面 -31.44 CaF2晶体
14 平面 -1.98 空气
15 （像）平面
其性能指标为：
数值孔径：0.45
视场：直径为53.1mm
工作波长：308nm
工作带宽：334nm-296nm
实施例3，校正板6参数为：
沿光轴厚度S＝88.1
表面12曲率ρ1≈0.57/R2
表面13曲率ρ2≈0.39/R2
序号 半径 间距 材料
1 （物）平面 2.00 空气
2 平面 31.44 CaF2晶体
3 平面 20.65 CaF2晶体
4 -55.0 110.00 溶石英
5 （R2）-164.3 0.0 空气
6 （r1）-288.6 （S）88.1 溶石英
7 （r2）-418.7 498.5 空气
8 -740.0 -498.5 空气
9 （r2）418.7 （-S）-88.1 溶石英
10 （r1）-288.6 0.0 空气
11 （R2）-164.3 -110.0 溶石英
12 -55.0 -20.65 CaF2晶体
13 平面 -31.44 CaF2晶体
14 平面 -2.01 空气
15 （像）平面
其性能参数为：
数值孔径：0.45
视场：直径为53.1mm
工作波长：308nm
工作带宽：1nm
由于XeCl准分子激光器输出波长为308nm，输出光的带宽为10（即1nm），故这性能指标已能满足使用要求。
实施例4，校正板6有一面为平面，一面为球面。其中：ρ1＝0.0
序号 半径 间距 材料
1 （物）平面 2.00 空气
2 平面 31.44 CaF2晶体
3 平面 20.65 CaF2晶体
4 -55.0 110.00 溶石英
5 （R2）-162.9 0.0 空气
6 （r1）平面 （S）6.03 溶石英
7 （r2）19295.0 415.1 空气
8 -584.2 -415.1 空气
9 （r2）19295.0 （-S）-6.03 溶石英
10 （r1）平面 0.0 空气
11 （R2）-162.9 -110.0 溶石英
12 -55.0 -20.65 CaF2晶体
13 平面 -31.44 CaF2晶体
14 平面 -2.03 空气
15 （像）平面
其性能指标为：
数值孔径：0.45
视场：直径为53.1mm
工作波长：308nm
工作带宽：334nm-297nm
实施例5，校正板6的参数为：
沿光轴厚度S＝5.48
表面12的曲率ρ1≈-0.017/R2
表面13的曲率ρ2≈-0.025/R2
序号 半径 间距 材料
1 （物）平面 2.00 空气
2 平面 31.44 CaF2晶体
3 平面 20.65 CaF2晶体
4 -55.0 110.00 溶石英
5 （R2）-163.3 0.0 空气
6 （r1）9398.7 （S）5.48 溶石英
7 （r2）6563.7 416.2 空气
8 -585.0 -416.2 空气
9 （r2）6563.7 （-S）-5.48 溶石英
10 （r1）9398.7 0.0 空气
11 （R2）-163.3 -110.0 溶石英
12 -55.0 -20.65 CaF2晶体
13 平面 -31.44 CaF2晶体
14 平面 -1.98 空气
15 （像）平面
其性能指标为：
数值孔径：0.45
视场：直径为53.1mm
工作波长：308nm
工作带宽：334nm-296nm
实施例6，透镜4和5采用相同材料，也就是透镜4和5是一个单透镜时，光学系数为：
序号 半径 间距 材料
1 （物）平面 2.00 空气
2 平面 31.44 溶石英
3 平面 130.65 溶石英
4 （R2）-162.6 0.0 空气
5 （r1）1154.0 （S）11.78 溶石英
6 （r2）1105.0 318.1 空气
7 -491.8 -318.1 空气
8 （r2）1205.0 （S）-11.78 溶石英
9 （r1）1154.0 0.0 空气
10 （R2）-162.6 -130.65 溶石英
11 平面 -31.44 溶石英
12 平面 -2.04 空气
13 （像）平面
其性能指标为：
数值孔径：0.45
视场：10×10mm
工作波长：308nm
工作带宽：334nm-296nm