The invention relates to a method for determining the optimal extension distance of ion beam uniform constant speed etching of optical elements, which comprises the following steps: 1) determining the sampling distance of the element surface shape sampling array and the sampling distance of the dwell time surface shape; 2) uniform etching at constant speed; 3) determining the optimal extension distance of the dwell time surface shape through prediction curve. Setting boundary factors, the processing time t calculated by different \u03b3 values and the RMS value of material removal surface shape are graphically represented. The calculation results of each \u03b3 value (t \u03b3, RMS \u03b3) correspond to a point in the coordinate system. Connecting these points in the order of \u03b3 value from small to large constitutes a curve, which is called \prediction curve\. The reasonable \u03b3 value should be located at the inflection point on the prediction curve. The inflection point in a short processing time can achieve better processing effect and effectively improve the processing efficiency of uniform etching of components.
【技术实现步骤摘要】
确定光学元件离子束均匀等速刻蚀最优延拓距离的方法
本专利技术涉及精密制造
,尤其涉及一种确定光学元件离子束均匀等速刻蚀最优延拓距离的加工方法。
技术介绍
离子束抛光通常用于超精密光学元件的最终加工,是一种去除精度达到原子级别的抛光技术,被认为是加工精度最高,修形效果最好的光学元件修形技术。在此过程中,具有一定能量和空间分布的离子束流轰击光学元件表面,利用轰击时发生的物理溅射效应去除光学元件表面材料,达到修正面形误差的目的,加工精度达到纳米级。离子束抛光的材料去除机理决定了离子束抛光具有加工精度高、确定性好、非接触式加工和高斯形去除函数的特点。光学元件表面存在微纳级缺陷、划痕时,可采用离子束抛光的方法,在光学元件表面等速均匀去除一定厚度的光学基体材料。当采用离子束抛光方法进行去除修复时,由于离子束束径比较小,体积去除效率较低,并且为了避免边缘效应的产生,需要对驻留时间面形进行边缘延拓,这将使得元件的加工需要十几个小时,甚至更长时间,其耗电率极高;此外,离子源也会因长时间工作而降低使用寿命。为提高加工效率,缩短加工周期,降低加工成本,需要一种确定最优的驻留时间面形延拓距离,以提高光学元件离子束均匀等速刻蚀效率的加工方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状,提供一种确定光学元件离子束均匀等速刻蚀最优延拓距离的方法,以缩短加工周期并提高加工效率。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为:一种确定光学元件离子束均匀等速刻蚀最优延拓距离的方法,其特征在于包括以下步骤:1)确定元件面形采样阵的采样间距和驻留时间面形的采样间距根据待 ...
【技术保护点】
1.一种确定光学元件离子束均匀等速刻蚀最优延拓距离的方法,其特征在于包括以下步骤:1)确定元件面形采样阵的采样间距和驻留时间面形的采样间距根据待加工元件的测量面形确定元件的面形采样阵的采样间距dmn,驻留时间面形和面形采样阵的采样间距相同;2)等速均匀刻蚀通过在所有的驻留点上驻留相同驻留时间的方法来实现对光学元件的等速均匀刻蚀;并且将驻留时间面形向外进行延拓,延拓距离dexten如式(1)所示:dexten≥3σ (1)其中,dexten为驻留时间面形的延拓距离,σ是去除函数的分布系数,d/2=3σ,d为离子束直径;3)通过预测曲线确定驻留时间面形的最优延拓距离a、确定标准边界引入边界因子γ来计算驻留时间面形的延拓距离dexten,如式(2)所示:dexten=γ·dstand (2)其中,dstand为标准延拓距离,且dstand=3σ;b、绘制预测曲线a)、在边界因子γ值下的加工时间tγ、材料去除量Z(x,y)及材料去除量Z(x,y)面形的RMSy值分别如式(3)、式(4)及式(5)所示:tγ=nγ·t0 ...
【技术特征摘要】
1.一种确定光学元件离子束均匀等速刻蚀最优延拓距离的方法,其特征在于包括以下步骤:1)确定元件面形采样阵的采样间距和驻留时间面形的采样间距根据待加工元件的测量面形确定元件的面形采样阵的采样间距dmn,驻留时间面形和面形采样阵的采样间距相同;2)等速均匀刻蚀通过在所有的驻留点上驻留相同驻留时间的方法来实现对光学元件的等速均匀刻蚀;并且将驻留时间面形向外进行延拓,延拓距离dexten如式(1)所示:dexten≥3σ(1)其中,dexten为驻留时间面形的延拓距离,σ是去除函数的分布系数,d/2=3σ,d为离子束直径;3)通过预测曲线确定驻留时间面形的最优延拓距离a、确定标准边界引入边界因子γ来计算驻留时间面形的延拓距离dexten,如式(2)所示:dexten=γ·dstand(2)其中,dstand为标准延拓距离,且dstand=3σ;b、绘制预测曲线a)、在边界因子γ值下的加工时间tγ、材料去除量Z(x,y)及材料去除量Z(x,y)面形的RMSy值分别如式(3)、式(4)及式(5)所示:tγ=nγ·t0(3)RMSγ=RMS(Z(x,y))(5)其中,nγ为在边界因子γ值下的驻留点总数,t0为每个驻留点上都驻留相同的时间;T(x,y)是驻留时间函数,表示离子束在各驻留点上的驻留时间;R(x,y)是去除函数,Rmax为峰值去除率,σ为分布系数;Z(x,y)为上述去除函数R(x,y)和驻留时间函数T(x,y)的卷积;b)、把不同γ值计算所得的加工时间tγ和...
【专利技术属性】
技术研发人员:李晓静,王大森,张旭,郭海林,裴宁,聂凤明,
申请(专利权)人:中国兵器科学研究院宁波分院,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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