[发明专利]射频离子源工作参数优化方法

说明书

本发明涉及一种射频离子源工作参数优化方法，包括：获取光学镜面误差信息，并确定去除函数最优半宽尺寸；选择离子源前端出口尺寸；通过法拉第杯对离子源的离子束流进行测量；自动调整射频电源功率和工作气体流量，其中控制系统与离子源连接并用于控制离子源的射频电源功率和工作气体流量；根据法拉第杯扫描结果选择电流最大值时对应的射频电源功率和工作气体流量；控制系统自动调整离子源工作参数，并根据法拉第杯扫描结果选择电流值最大时对应的加速电压值；固定上述离子源工作参数，进行法拉第杯扫描；通过法拉第杯扫描计算得到去除函数信息；仿真计算判断去除函数是否满足工作需求，若否则重新对离子源的离子束流进行测量，若是则优化结束。

技术领域

本发明涉及光学镜面离子束抛光技术领域，特别涉及一种够对射频离子源的工作参数进行自动优化，根据待加工表面的误差分布特征，获得最优去除函数，提高加工效率及单次加工收敛率的射频离子源工作参数优化方法。

背景技术

目前用于光学镜面离子束抛光的离子源主要包括射频型离子源和考夫曼型离子源，其中射频离子源工作更稳定、性能更优越，是最主要的用于光学加工的离子源。决定其去除函数特性的工作参数主要包括：工作气体流量G、输出射频功率W_rf、离子能量电压V_I、离子加速电压V_acc、中和电流I、工作距离d以及出射束流口径D_b。从离子源中出射的离子束流具有一定的空间分布，即在离子源出口前端不同位置处具有不同的离子浓度分布。

调整射频离子源的相关工作参数，能够改变离子束流的空间分布，从而改变离子束流对应的去除函数。不同的光学表面上误差分布特征彼此不同，需要针对误差特征优化去除函数以提升离子束抛光效率及收敛率，因此离子束抛光前需要对射频离子源的工作参数进行优化以获得最优的去除函数。但是目前国内外相关单位设计的离子束抛光装置不能智能优化离子源工作参数，只能凭借操作人员的经验判断设置操作参数，在实际加工过程中优化参数效率很低且操作复杂。

离子束抛光光学表面之前需要针对光学表面误差特征进行去除函数优化，光学表面残差的频段特征决定了去除函数半宽尺寸的最佳范围，同时，为提升加工效率，加工过程中希望去除函数的峰值去除率尽量大，加工前需要调整射频离子源的工作参数来控制去除函数相关性质的变化。但是能够影响离子源去除函数性质的工作参数较多，需要逐一优化，这一过程往往费时费力影响加工效率。现阶段以德国NTG公司系列产品为代表的离子束抛光机均没有射频离子源工作参数智能优化功能，仅依靠操作人员的经验选取工作参数并进行优化判断。

本发明采用的智能优化系统能够对射频离子源的工作参数进行自动优化，根据待加工表面的误差分布特征，获得最优去除函数，提高加工效率及单次加工收敛率。

发明内容

本发明旨在克服现有技术的缺陷，提供一种够对射频离子源的工作参数进行自动优化，根据待加工表面的误差分布特征，获得最优去除函数，提高加工效率及单次加工收敛率的射频离子源工作参数优化方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种射频离子源工作参数优化方法，用于离子源对光学镜面进行离子束抛光，包括如下步骤：

步骤(1)：获取光学镜面误差信息，并确定去除函数最优半宽尺寸；

步骤(2)：选择离子源前端出口尺寸，并以此进行离子源的其他工作参数的优化；

步骤(3)：通过法拉第杯对离子源的离子束流进行测量；

步骤(4)：控制系统自动调整射频电源功率和工作气体流量，其中控制系统与离子源连接并用于控制离子源的射频电源功率和工作气体流量；

步骤(5)：控制系统自动调整离子源工作参数；

步骤(6)：固定上述离子源工作参数，进行法拉第杯扫描；

步骤(7)：通过法拉第杯扫描计算得到去除函数信息；