熔石英是准分子光刻系统常用的光学元件之一,长期的激光辐照会使熔石英产生老化现象,从而严重影响光刻效率和质量,因此对熔石英的使用寿命进行评估自然也成为研发过程中不可忽视的重要一环。传统的加速老化系统辐照均匀性差,与实际的工况条件不符,且系统的能量密度调节范围小,无法满足不同等级的熔石英镜片的加速老化需求。因此建立一套可以合理评估熔石英使用寿命的加速老化系统,对于完善准分子光刻系统相关光学元件的寿命数据库具有重要意义。首先,提出一种符合实际工况的加速老化实验方案:依据准分子激光器的光强分布特点,采用非球面柱透镜组对竖直方向的光束进行整形;分别采用组合衰减片和变倍缩束系统来改变能量密度,进而满足不同等级的熔石英镜片加速老化需求;设计损伤检测系统,采用显微镜来观测和记录辐照过程中镜片的损伤情况。然后,根据光学系统的基本参数进行光学设计。设计结果表明:整形后最大光束均匀度达96%以上,满足实际工况需求;变倍缩束系统的倍率为0.25×～0.5×,各倍率下RMS波像差均小于λ/4,满足像质评价要求,并设计凸轮曲线;显微物镜的放大倍率为β=6×,数值孔径NA=0.2,设计结果满足成像要求。最后,对设计完成的光学系统进行机械结构设计。将机械结构分成五部分:加速老化系统、损伤检测系统、能量检测系统、实验箱体系统以及三维镜片调节机构,设计结果满足加工要求。