一种离子束抛光设备的制作方法

2021-12-03 16:53 阅读次数:

  本发明涉及精密加工技术领域,特别涉及离子束抛光设备和使用该离子束研磨装置的离子束研磨方法,那么下面一起了解下离子束抛光设备及应用吧!

  离子束抛光设备是一种超精密的光学加工技术。 与以往的研磨工艺不同,离子束是原子水平上无应力的非接触研磨,其基本原理是在真空状态下用具有一定能量的惰性气体(氩气等)离子碰撞工件表面,通过物理溅射效果去除表面材料。 该加工方式在传统工艺中避免了预应力对表面或亚表面的损伤,同时由于真空环境的清洁度较高,在加工中不会引入杂质污染。 另外,离子束研磨可以用于制作超平滑表面。

  离子束抛光设备的加工尺寸很广泛。 但是对于不同尺寸的光学元件,一般需要使用不同规格的离子束研磨装置。 对于大尺寸的,大多需要定制大型的离子束研磨装置。 这个设备很贵,用途比较单一。

  在现有离子束抛光设备中,离子束碰撞光学元件的方式有两种。 第一个是从离子源射出的离子束直接碰撞光学元件,第二个是从离子源射出的离子束通过具有一定形状的贯通孔的挡板后,成为具有一定截面形状、强度比较均匀的离子束碰撞光学元件。 与第一种方式相比,第二种方式可控性强,研磨效果好,成为离子束研磨中广泛采用的设备。 但是,随着对研磨精度的要求越来越高,其可控性已不能满足要求。

  另外,在现有离子束抛光设备技术中,离子束的扫描轨迹一般分为s字型光栅扫描方式和螺旋扫描式。 s字型光栅扫描时,扫描距离长,需要时间,但螺旋扫描只适用于圆形基板的处理。

  除了对加工设备的要求外,离子束研磨工艺的轨迹优化也是重要的部分。 离子束抛光是一种确定的加工方法。 在抛光过程中,离子束的束斑沿着一定的轨迹扫描工件表面,计算机实时控制束斑的行进速度和加速度,从而改变了工件上各点的停留时间和抛光深度。 常驻时间的解决一般通过解卷积运算实现,但解卷积问题是一个病态的问题,考虑到离子束抛光装置机械零件的动力学极限,这种传统的解决方法有一定的难度。

  根据本发明的一个方面,提供了一种离子束研磨装置。 该离子束研磨装置包括工件台、离子束发生器、运动控制系统。 其中,工件被放置在工件台上,离子束产生器发出形状和大小被实时控制的离子束光斑; 运动控制系统使工件台和/或离子束产生器运动,离子束点在工件表面移动,从而实现工件的研磨。以下,详细说明本实施方式的离子束研磨装置的各构成部分。

  在本实施例中,工作台是至少能够在一个维度上移动的台。 现有技术有各种各样的工作阶段,这里省略详细的说明。

  本发明的离子源并不特别要求,只要是产生直径比快门机构10的孔径大的离子束的离子源,都可以采用现有的离子源。 另外,由于离子束有一定程度的发散度,因此射束点的口径可能比快门机构的准直口径稍大,但具体的尺寸可以通过蚀刻实验来决定,不影响本发明的实施。

  以上介绍的就是离子束抛光设备及应用,如需了解更多,可随时联系我们!