큰 조리개 구면 표면의 이온 빔 연마 기술

과학 기술의 발달로 광학 처리 수단이 계속 발전하고 있습니다. 광학 표면의 가공 방법은 패턴 형성 방법과 같은 낮은 효율과 낮은 정확도의 전통적인 방법으로 개발되었습니다. 컴퓨터 기술 및 레이저 간섭 기술을 기반으로 한 컴퓨터 표면 형성 기술에 대한 밴드 트리밍 방법 및 스트레스 가공 방법 및 광학 처리 효율 및 처리 정확도가 크게 향상되었습니다. 더 높은 가공 확실성을 갖는 이온 빔 연마 방법이 또한 광학 처리 분야에 도입되어 광학 처리의 확실성과 정확성을 더욱 향상시킵니다.

이온 빔 연마는 1988 년 Wilson과 Reicher 등에 의해 처음 제안되었습니다. 원칙적으로 전통적인 광학 가공 방법과 다른 기술적 방법입니다. 물리적으로 물질의 존재 상태는 고체, 액체 및 기체로 나뉘며 물질은 에너지를 흡수하거나 방출함으로써 세 가지 상태에서 서로 변형 될 수 있습니다. 물질이 가스 상태에있을 때 에너지를 더 흡수하면 플라즈마로 여기될 수 있으므로 플라즈마는 물질의 네 번째 상태라고도합니다. 이온 빔 연마는 물질 제거를 달성하기 위해 물질의 네 번째 상태 인 플라즈마를 사용합니다.

이온 빔 연마 원리의 개략도

접촉 재료 제거에서 비접촉 재료 제거에 이르기까지 교차 도메인을 실현하는 광학 처리 분야의 핵심 돌파구입니다. 원칙적으로 원자 수준에서 재료 제거를 실현하여 광학 가공을위한 새로운 가능성과 응용 프로그램을 가져올 수 있습니다.

1980 년대 미국 Kodak Company는 이온 빔 연마 관련 연구를 수행하기 시작했으며 2500mm 구경 처리 능력을 갖춘 자체 이온 빔 연마 기계를 설치했습니다. 이것은 또한 이온 빔 연마가 큰 직경 오프 축 에스페어를 가공하는 데 사용 된 것으로보고 된 것은 처음입니다. 이는 광학 가공 분야에서 이온 빔 연마를 적용하는 데 매우 중요합니다.

독일 NTG 회사와 독일 IOM 연구소에서 출시 한 이온 빔 연마 기계는 또한 비구면 광학 요소의 연마 능력을 가지고 있으며, 회사에서 출시 한 이온 빔 연마 기계의 최대 가공 직경은 2000 mm에 이릅니다.

이온 빔 연마 제거 기능 다이어그램

통상의 이미징 시스템들의 미러 폴리싱에 더하여, 이온 빔 폴리싱은 또한 더 높은 프로세싱 정확도 요건을 갖는 리소그래피 기계 대물 시스템의 정밀 폴리싱 프로세스에 적용되었다. 독일의 Zeiss Company는 이온 빔 연마 제거 기능과 이온 에너지 및 기타 매개 변수의 크기를 조정하여 제거 정확도를 정확하게 제어하고 극자외선 리소그래피 목표의 연마를 실현합니다. 그리고 이상적인 효과를 얻었습니다.

베이징 Edvance Ion Beam Technology Research Institute Co., Ltd. 가 독립적으로 개발 한 범용 이온 빔 에칭 시스템은 전통적인 마이크로 및 나노 구조 에칭을 수행 할뿐만 아니라 이온 빔 청소를 달성 할 수 있습니다. 재료 표면 연마 및 기타 기능. 정밀 마이크로 광학 장치 측면에서 Edvance는 창춘 광학 기계 연구소를위한 중국 최초의 대형 이진 광학 장치를 성공적으로 개발했으며 완벽한 장비 및 공정 소프트웨어 세트를 제공했습니다.

이온 빔 연마의 주요 장점: 1. 비접촉 재료 제거, 거울은 가공 중 응력에 의해 변형되지 않으므로 복사 효과가 발생하지 않습니다. 거울의 가장자리에서의 제거 기능은 접촉 영역과 압력 변화로 인해 변경되지 않으며, 가장자리 제거 기능은 중심과 동일합니다. 가공 공정에는 가장자리 효과가 없습니다. 가공 과정에서 이온 소스는 공작물의 표면을 완전히 움직일 수있어 가공 공정이 완전히 구분 될 수 있고 조작성이 강해집니다. 2. 거의 가우시안 제거 기능. 다른 광학 가공 방법의 제거 기능과 달리 이온 빔 연마 방법의 제거 기능은 공간적입니다.가우시안 (Gaussian) 에 가까운 분포. 동시에, 이온 빔 연마 공정이 진공 상태에서 발생하기 때문에 재료 제거 속도를 결정하는 요소가 더 명확하며 제거 기능의 안정성에 영향을 미치는 구성 요소가 적습니다. 제거 기능의 제어성과 안정성이 더 좋습니다. 작업 매개 변수를 조정하여 다른 특성을 가진 제거 기능을 얻는 것이 편리하므로 광학 처리의 제어 성 및 정확성이 향상됩니다. 3. 더 나은 광학 처리 적응성, 이온 빔 연마 과정에서, 빔은 항상 광학 미러와 밀접하게 장착되어, 공구와 거울 사이의 불일치로 인한 주파수 대역 오류는 도입되지 않습니다. 평평한 표면과 구형 표면의 광학 가공뿐만 아니라 높은 구배를 가진 비구면 표면의 고정밀 가공에도 적합합니다. 동시에, 이온 빔 연마 방법은 가장 일반적으로 사용되는 광학 재료의 고정밀 연마 공정에 사용될 수 있으며, 다른 재료에 따라 다른 연마재 또는 연마 유체를 사용할 필요없이. 4. 더 정확한 재료 제거 과정. 이온 빔 연마 동안, 재료 부피 제거 속도 및 재료 제거 분포는 매우 제어 가능하다. 접촉 방법과 비교하여 이온 빔 연마의 제거 기능은 실험 및 수학적 계산을 통해 정확하게 교정되고 계산 될 수 있으므로 이온 빔 연마가 높은 수렴 효율을 갖도록합니다. 이것은 실제 결정 론적 가공 방법입니다. 5. 광범위한 적용 가능성을 위해 전통적인 방법은 재료 제거를 유일한 목표로 가공 계획 만 수행 할 수 있습니다. 각 방법은 종종 기술적 특성으로 인해 모든 공간 밴드 잔차를 효과적으로 수렴하고 수정할 수 없습니다. 이온 빔 연마 과정에서 이온은 거울 재료와 상호 작용하며 일련의 복잡한 물리적 과정이이 과정에서 발생하여 재료를 정확하게 제거 할 수 없으며, 또한 거울의 표면 품질을 향상시키는 데 사용됩니다. 예를 들어, 희생 층 방법은 미러 거칠기를 개선하는 데 사용되며, 추가 재료 제거 방법은 풀 밴드 수렴을 달성하는 데 사용됩니다.

그러나, 이온 빔 연마 방법은 또한 그 가공 원리에 의해 제한되고, 진공 조건하에서만 적용될 수 있다. 스퍼터링 효과에 의해 형성된 재료 제거 속도는 상대적으로 낮으며, 이온 빔 연마 방법은 더 높은 정밀도 또는 최종 가공 목표를 달성하기 위해 광학 가공의 최종 단계에서의 적용에 더 적합합니다.