[发明专利]降低离子束抛光光学元件表面污染的方法

说明书

本发明涉及一种降低离子束抛光光学元件表面污染的方法，1)将离子束抛光设备中用以对光学元件进行夹持的夹具的外侧采用高温胶带进行贴封处理；2)将光学元件安装在夹具后，对光学元件和夹具的表面进行清洁处理，随后放入离子束抛光设备的副腔室内，最后将光学元件送至离子束抛光设备的主腔室内；3)安装离子源，离子源的栅网采用溅射率低于金属银溅射率的栅网；4)开启离子束抛光设备，启动离子源，使用法拉第杯测量离子源发出的离子束电流，待离子源运行一定设定时间t稳定后，对光学元件进行离子束抛光。采用该方法，离子束加工后光学元件表面洁净，有效抑制污染，提高加工质量。

技术领域

本发明涉及精密制造技术领域，尤其涉及一种降低离子束抛光光学元件表面污染的方法。

背景技术

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，修形效果较好的光学元件修形技术。

在离子束抛光的过程中，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。

由于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。但在使用离子束抛光对光学元件进行刻蚀抛光时，光学元件表面会存在一定的污染，有时会有黑色杂质存在，抛光加工后，由于杂质的存在，导致其光学性能主要是透过率降低，严重影响后期使用。

针对上述问题，本发明对离子束抛光后的杂质进行了深入分析，给出了有效的抑制方法，从根本上解决污染问题，提高光学元件表面质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的现状，提供一种抑制光学元件表面污染以提高透过率的降低离子束抛光光学元件表面污染的方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种降低离子束抛光光学元件表面污染的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)将离子束抛光设备中用以对光学元件进行夹持的夹具的外侧采用高温胶带进行贴封处理；

2)将光学元件安装在夹具后，对光学元件和夹具的表面进行清洁处理，随后放入离子束抛光设备的副腔室内，最后将光学元件送至离子束抛光设备的主腔室内；

3)安装离子源，离子源的栅网采用非金属栅网；

4)开启离子束抛光设备，启动离子源，使用法拉第杯测量离子源发出的离子束电流，待离子源运行一定设定时间t稳定后，对光学元件进行离子束抛光。

上述的所述高温胶带采用棕色耐高温的胶带，并对夹具外侧进行包裹，该高温胶带的耐温温度为270°～290°。棕色耐高温的胶带包裹在夹具的外侧，防止离子束接触夹具而对真空环境洁净度产生影响，由此改善离子束刻蚀抛光时光学元件表面洁净度的问题，从而防止光学元件表面出现杂质元素。

为了更好地防止离子束穿透高温胶带而接触到夹具，所述高温胶带的耐高温的温度为280°，该温度高于离子束温度，这样，更好地防止对离子束抛光设备主真空室内的真空环境净度产生影响，保证离子束抛光环境的洁净度。

为了防止离子束穿透高温胶带而接触到夹具，所述高温胶带的厚度为0.03～0.06mm。高温胶带的厚度大于0.06mm时，成本高，高温胶带厚度低于0.03mm，离子束容易穿透高温胶带且强度不够。

优选地，所述高温胶带的厚度为0.05mm。

高温胶带的材质选取有多种，优选地，所述高温胶带为聚酰亚胺薄膜材料制成的胶带。

优选地，运行时间t为1～1.5h，在离子源运动1h～1.5h稳定后对光学元件进行离子束抛光。