Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
На рис. 7.58 показаны профиль съема, форма маски, интерфе-рограмма поверхности одного из оптических элементов (глубина асферичности 5 мкм).
Метод ионно-химического формообразования может использоваться для коррекции ошибок, возникающих при изготовлении
\1^( Обрабатываемая
*
И
деталь
Маска
Электрод
йь
К источнику питания
Рис. 7.57. Схема получения асферических поверхностей
458
асферических поверхностей другими методами, в частности абразивной обработкой. Так, ионно-химическая асферизация была использована для индивидуальной осесимметричной коррекции светосильных (1 : 1) однолинзовых плоскогиперболических объективов, использовавшихся для коррекции лазерного излучения в шестиканальной установке термоядерного синтеза. Погрешности абразивной обработки гиперболической поверхности у2 + 22 + 171,8х -- 1,27л;2 = 0 в различных деталях составляли ±10 мкм и имели осесимметричный профиль непредсказуемой формы. Кружок рассеяния объективов составлял 200-300 мкм.
Коррекционный профиль формировался на плоской стороне линзы. На рис. 7.59 в качестве примера представлена серия распределений величины съема материала, необходимого для коррекции погрешностей изготовления объективов ножевым инструментом. Съем материала по заданному закону осуществлялся методом ионно-химического формообразования, после чего кружок рассеяния концентратора уменьшился до 17-25 мкм.
Контроль формы поверхности осуществляется традиционными интерферометрическими методами на любом интерферометре. Выбор прибора обусловлен типом детали, ее размером, крутизной и т. д. Схема контроля остается одной и той же — контроль из центра кривизны. В случае формирования АП на заготовках с малой кривизной (стрелка прогиба
1-3 мм) можно осуще- с?) Ф
ствлять контроль формы шм поверхности по плоскому свидетелю, т. е. обра- 4 ботка профиля маски проводится по профилю поверхности, полученной на плоской исходной, обработанной через эту д маску. Контроль осуществляется по схеме Физо ф
и может быть реализован на любом инструментальном микроскопе.
Например, при использовании УИМ-23 на образцах диаметром до 100 мм можно проконтролировать АП с асферичностью до 20 мкм непосредственно по полному
съему. u рис 7.58. Профиль съема (а), форма маски (б) и
ДЛЯ All С ООЛЬШОИ ИНтерферограмма поверхности детали (в), полу-
КрутиЗНОЙ, В частности ченной ионно-химической асферизацией (h —
ДЛЯ АП С апертурой, пре- глубина съема, R — радиус детали)
20
Ь0
R, мм
459
И, мкм
Рис. 7.59. Примеры распределения съема материала, необходимого для коррекции погрешностей изготовления объектива (Н — величина съема материала, R — радиус детали)
восходящей апертуру измерительных приборов, разработан метод технологического контроля формы АП по набору плоских свидетелей. Подробнее методы контроля асферических поверхностей изложены в гл. 3.
Методы ионного и ионно-химического формообразования позволяют получать высокоточные асферические поверхности сложной формы с гарантированным выходом до 95-100 %.
7.13.5. СОЗДАНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ С ЗАДАННОЙ МИКРОТОПОГРАФИЕЙ РЕЛЬЕФА
По сложности изготовления вышеуказанные элементы можно разделить на три группы.
К первой группе относятся двумерные рельефы —¦ элементы рельефа на поверхности оптической детали создаются из тонкослойных покрытий и обычно различаются по своим оптическим свойствам (отражению или пропусканию излучения). Это шкалы, сетки, миры, растры, фотошаблоны. Как правило, элементы этой группы изготавливают методами фотолитографии с химическим (мокрым) травлением или обратной фотолитографией. Ионная обработка также с успехом применяется для изготовления вышеуказанных элементов, в том числе на химически нестойких поверхностях. В сочетании с электронной литографией возможно получение высокоточных систем с субмикронными размерами.
Ко второй группе относятся трехмерные рельефы — элементы рельефа имеют вертикальные границы и заданную высоту. Это элементы интегральной оптики, фазосдвигающие системы, фазовые фильтры и синтезированные голографические элементы. Ионная обработка позволяет сформировать по поверхности оптической детали рельеф со строго заданной глубиной. Так получают полосковые волноводы, элементы ввода и вывода излучения, планарные
460
призмы и линзы, фазовые фильтры, голографические имитаторы, пластины Шмидта для контроля асферических зеркал и др.
К третьей группе относятся трехмерные рельефы на поверхности оптической детали заданной микротопографии. Элементы рельефа могут иметь любой заданный профиль. К ним относятся различные дифракционные оптические элементы, корректоры волновых фронтов, киноформные элементы. Для получения таких элементов ионная обработка является наиболее эффективным и перспективным методом.
Для получения заданного рельефа на поверхность оптической детали перед ионным травлением наносится маска. В технологии ионной обработки можно использовать четыре вида масок: накладные, обеспечивающие получение элементов размером порядка 3— 10 мкм; контактные, получаемые путем вырезания на делительных машинах требуемого рисунка на предварительно нанесенном на деталь слое металла, полимера или другого материала (алюминия, сирийского асфальта и т. п.); размер получаемых элементов 1—3 мкм. Для получения элементов микронных размеров используют контактные маски из светочувствительных материалов (фоторезиста, шеллака, хромированной желатины и т. д.). Заданный рисунок проецируется через фотошаблон на обрабатываемую поверхность, проводится экспонирование светочувствительного слоя, проявлением удаляются ненужные участки слоя. При получении элементов суб-микронных размеров используется электронная литография.
