[发明专利]光学元件面形修正方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种光学元件面形修正方法及装置，该装置包括多个团簇离子束产生装置，各所述团簇离子束产生装置的输入口与提供不同源气的源气供给单元连接。通过利用集成了多个团簇离子束产生装置的加工装置，在待加工光学元件的不同的面形精度的情况下，选择适宜的团簇离子束产生装置以产生对应的团簇离子束，并以不同的加工模式对待加工光学元件进行加工，在提高待加工光学元件面形精度的同时降低加工区域的表面粗糙度。

技术领域

本发明涉及光学加工技术领域，具体而言，涉及一种光学元件面形修正方法及装置。

背景技术

随着高能量激光和高功率激光系统的发展，对激光系统终端光学元件的承载能力要求日益提升。光学元件的面形精度和表面及亚表面缺陷是影响光学系统性能的关键因素。面形精度决定光学系统的可聚焦能量，表面及亚表面缺陷会产生光束调制，导致光学元件的破坏。光学元件高精度面形修整技术从基于机械去除的小工具数控加工发展到基于原子碰撞的离子束加工，光学元件面形精度有了很大提高，从机械去除加工的面形精度PV值为λ/3nm提升至离子束射流加工的λ/10nm(λ＝632.8nm)。

现有技术中采用的单原子离子束加工，虽然可以达到高的面形精度，但由于空间电荷集聚效应引起粒子之间的分离，难以获得低能量、高束流的离子束，相对较大的单原子能量使原子与材料的碰撞作用过程中纵向穿透深度更深，容易导致表面和亚表面缺陷的形成。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种光学元件面形修正方法及装置，以至少部分地改善上述问题。

本申请实施例提供一种光学元件面形修正方法，应用于包括多个团簇离子束产生装置的光学元件面形修正装置，其中，各所述团簇离子束产生装置的输入口与提供不同源气的源气供给单元连接，所述方法包括：

在待加工光学元件的初始面形精度大于第一预设阈值时，开启所述多个团簇离子束产生装置中的第一团簇离子束产生装置并采用第一预设加工模式对所述待加工光学元件进行加工，直至所述待加工光学元件的面形精度达到第二预设阈值；

在所述待加工光学元件的面形精度在所述第二预设阈值的基础上，开启所述多个团簇离子束产生装置中的第二团簇离子束产生装置并采用第二预设加工模式对所述待加工光学元件进行加工，直至所述待加工光学元件的面形精度小于第三预设阈值；

在所述待加工光学元件的面形精度小于所述第三预设阈值的基础上，开启所述多个团簇离子束产生装置中的第三团簇离子束产生装置并采用第三预设加工模式对所述待加工光学元件进行加工，直至所述待加工光学元件的表面粗糙度小于设定值。

可选地，所述在待加工光学元件的初始面形精度大于第一预设阈值时，开启所述多个团簇离子束产生装置中的第一团簇离子束产生装置并采用第一预设加工模式对所述待加工光学元件进行加工的步骤之前，所述方法还包括：

获得待加工光学元件的初始面形，根据所述初始面形得到所述待加工光学元件的初始面形精度；

将获得的所述初始面形与目标设计面形进行比较，以获得所述待加工光学元件的目标加工点，以及所述目标加工点的目标去除量。

可选地，所述在待加工光学元件的初始面形精度大于第一预设阈值时，开启所述多个团簇离子束产生装置中的第一团簇离子束产生装置并采用第一预设加工模式对所述待加工光学元件进行加工的步骤，包括：

在所述待加工光学元件的初始面形精度大于600nm时，开启所述多个团簇离子束产生装置中的第一团簇离子束产生装置并采用第一预设加工模式针对所述待加工光学元件上的目标加工点进行加工。

可选地，所述开启所述多个团簇离子束产生装置中的第一团簇离子束产生装置并采用第一预设加工模式对所述待加工光学元件进行加工，直至所述待加工光学元件的面形精度达到第二预设阈值的步骤，包括：