Tecnologia di lucidatura del fascio ionico di superficie asferica ad ampia apertura

Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, i mezzi di elaborazione ottica continuano ad evolversi. I metodi di lavorazione della superficie ottica sono stati costruiti con metodi tradizionali di bassa efficienza e scarsa precisione come il metodo di formatura del modello, metodo di rifilatura della banda e metodo di lavorazione dello stress per la tecnologia di formatura della superficie del computer basata sulla tecnologia del computer e sulla tecnologia di interferenza laser e l'efficienza di elaborazione ottica e la precisione di elaborazione sono state notevolmente migliorate. Il metodo di lucidatura del fascio di ioni con maggiore sicurezza di elaborazione è stato inserito nel campo dell'elaborazione ottica, oltre a migliorare la sicurezza e la precisione dell'elaborazione ottica.

La lucidatura del fascio di ioni è stata proposta per la prima volta nel 1988 da Wilson e Reicher et al. Lo stato fisico della materia è diviso in solido, liquido e gas e la materia può essere trasformato in uno degli altri nei tre stati assorbendo o rilasciando energia. Quando la sostanza è nello stato del gas, se assorbe ancora l'energia, può essere eccitato nel plasma, quindi il plasma è anche noto come il quarto stato di materia. La lucidatura del fascio ionico utilizza il quarto stato di materia, plasma, per ottenere la rimozione del materiale.

Schema schematico del principio di lucidatura del fascio di ioni

È una svolta chiave nel campo dell'elaborazione ottica, che realizza il cross-dominio dalla rimozione del materiale di contatto alla rimozione del materiale senza contatto, E può realizzare la rimozione del materiale a livello atomico in linea, fornendo nuove possibilità e applicazioni per l'elaborazione ottica.

La società Kodak degli stati uniti negli anni 1980 ha portato a termine la ricerca relativa alla lucidatura del fascio ionico e ha impostato la propria lucidatrice a fascio ionico con una capacità di elaborazione del calibro di 2500mm. Questo è anche il primo rapporto che la lucidatura del fascio ionico è stata utilizzata per la lavorazione di asfere off-axis di grande diametro, che è di grande significato per l'applicazione della lucidatura del fascio ionico nel campo della lavorazione ottica.

La lucidatrice a fascio ionico lanciata dalla società tedesca NTG e l'ospedale di ricerca IOM tedesco ha anche la capacità di lucidatura degli elementi ottici asferici dalProduttori di lenti asfericheE il diametro massimo di elaborazione della lucidatrice a fascio ionico lanciata dall'azienda raggiunge 2000mm.

Diagramma della funzione di rimozione della lucidatura del fascio di ioni

Oltre alla lucidatura a specchio dei sistemi di imaging ordinari, la lucidatura a fascio ionico è stata applicata anche al processo di lucidatura di precisione del sistema obiettivo della macchina per litografia con requisiti di precisione di elaborazione più elevati. L'azienda Zeiss in germania controlla accuratamente la precisione della rimozione rimuovendo le dimensioni della funzione di rimozione della lucidatura del fascio ionico e l'energia ionica e altri parametri e realizza la lucidatura dell'obiettivo di litografia ultravioletta estrema. E ha ottenuto l'effetto ideale.

Il sistema di incisione universale del fascio di ioni sviluppato in modo indipendente da pechino Edvance ion beam Technology Research Co., Ltd. può non solo eseguire l'incisione tradizionale di micro e nano strutture, ma anche ottenere la pulizia del fascio di ioni, lucidatura superficiale del materiale e altre funzioni. In termini di dispositivi microottici di precisione, Edvance ha sviluppato con successo il primo dispositivo ottico binario di grandi dimensioni della cina per il nuovo istituto di macchine ottiche Changchun e fornito set completi di attrezzature e software di processo.

I principali vantaggi della lucidatura del fascio ionico:

1. Rimozione del materiale senza contatto: lo specchio Non si deforma dallo stress durante l'elaborazione, quindi Non produce effetti di copia. La funzione di rimozione sul bordo dello specchio non cambia a causa dell'area di contatto e dei cambi di pressione, la funzione di rimozione dei bordi è la stessa del centro, E non vi è alcun effetto bordo nel processo di lavorazione. Durante il processo di lavorazione, la sorgente ionica può spostare completamente la superficie del pezzo, garantire che il processo di lavorazione può essere completamente intrecciato e ha un funzionamento più forteIlity.

   
   

2. Funzione di rimozione quasi Gaussian: diversa dalla funzione di rimozione di altri metodi di elaborazione ottica, la funzione di rimozione del metodo di lucidatura del fascio di ioni ha una distribuzione spaziale vicino a Gaussian, che è facile da regolare il tempo di attesa di elaborazione. Allo stesso tempo, perché il processo di lucidatura del fascio di ioni ha luogo nel vuoto, i fattori che misurano la velocità di rimozione del materiale sono più chiari, ci sono meno componenti che danneggiano la stabilità della funzione di rimozione, E la controllabilità e la stabilità della funzione di rimozione sono migliori, Che è conveniente per ottenere la funzione di rimozione con diverse caratteristiche mediante la regolazione dei parametri di lavoro, aumentando così la controllabilità e la precisione dell'elaborazione ottica.

3. Migliore adattabilità dell'elaborazione ottica, durante il processo di lucidatura del fascio ionico, il raggio è sempre aderente allo specchio ottico, E l'interruttore della banda di frequenza a causa della disconnessione tra lo strumento e lo specchio non sarà inserito. Non è adatto solo per la lavorazione ottica di superfici piane e superfici sferiche, ma anche per la lavorazione ad alta precisione di superfici asferiche con gradiente elevato. Allo stesso tempo, il metodo di lucidatura del raggio ionico può essere utilizzato per il processo di lucidatura ad alta precisione dei materiali ottici più comunemente usati, senza la necessità di utilizzare diversi abrasivi o fluidi lucidanti in base ai diversi materiali.

4. Processo di rimozione del materiale più accurato. Durante la lucidatura del fascio di ioni, la velocità di rimozione del volume del materiale e la distribuzione della rimozione del materiale sono altamente controllabili. Rispetto al metodo di contatto, la funzione di rimozione della lucidatura del fascio di ioni può essere accuratamente calibrata e utilizzata attraverso il calcolo sperimentale e matematico, in modo da garantire che la lucidatura del fascio di ioni abbia un'elevata efficienza di convergenza, che è un vero metodo di lavorazione determinazione.

5. Per una gamma più ampia di possibilità di applicazione, i metodi tradizionali possono eseguire solo la pianificazione dell'elaborazione con la rimozione del materiale come unico obiettivo, E ogni metodo spesso non può convergere e correggere efficacemente tutti i resistori della fascia spaziale a causa delle sue caratteristiche tecniche. Nel processo di lucidatura a fascio ionico, gli ioni intercorrono con materiali a specchio e una serie di processi fisici complessi si verifica durante questo processo, che non può solo rimuovere con precisione i materiali, ma anche essere usato per migliorare la qualità della superficie dello specchio. Ad esempio, il metodo dello strato sacrificale viene utilizzato per migliorare la rugosità dello specchio e il metodo di rimozione del materiale aggiuntivo viene utilizzato per ottenere una convergenza a banda intera.

Il metodo di lucidatura del fascio di ioni è limitato anche dal suo principio di elaborazione e può essere applicato solo in condizioni di vuoto. La velocità di rimozione del materiale formata dall'effetto sputtering è piuttosto bassa e il metodo di lucidatura del fascio ionico è più adatto per l'applicazione nella fase finale della lavorazione ottica per ottenere una precisione maggiore o l'obiettivo di elaborazione finale.