[发明专利]一种大曲率光学元件曲率半径控制方法

权利要求书

1.一种大曲率光学元件曲率半径控制方法，包括步骤：

1）待加工光学元件经粗磨、细磨等工序抛光预处理；

2）利用数控加工方法粗抛光光学元件，测量加工后的光学元件曲率半径R_polish，并计算出其与目标曲率半径R_target的差值，即镀膜处理前后基片曲率半径的差值，ΔR=R_target-R_polish；

3）确定镀膜处理前后基片曲率半径的差值ΔR与面形精度变化的关系，将基片曲率半径控制问题转化为求解并控制基片面形精度(弯曲度，Power)变化的问题，其具体过程为：根据基片曲率半径和基片矢高、基片矢高和基片面形精度的两个关系式；，其中R为曲率半径，为基片直径，h是矢高，将基片曲率半径与基片面形精度建立关联，利用步骤(2)得到的R_target和R_polish，即可计算得到基片面形精度变化，镀膜前后Power量的差值ΔPower；

4）确定基片面形精度变化与单层膜厚度的关系,其具体过程为:分别在基片上镀制五组以上不同厚度待镀膜材料的单层膜，并测量镀膜后基片的面形精度，所述单层膜的薄膜厚度为0.01-100μm（优选薄膜厚度为0.5μm、5μm、10μm、20μm、30μm），将五组以上数据做线性回归拟合，即得到基片面形精度变化(ΔPower)与薄膜厚度的对应关系；

5）将已加工的元件镀膜处理，完成大曲率光学元件曲率半径精确控制,其具体过程为:经过步骤(1)-(4)，已知粗加工后的元件曲率半径、元件目标曲率半径，代入步骤(4)拟合关系中求解达到曲率半径目标值时所需的薄膜厚度，对待镀元件进行镀膜处理，完成曲率半径的精确控制。

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，薄膜应力可以改变元件曲率半径，利用薄膜沉积在基片产生应力的特性实现大曲率光学元件曲率半径精确控制。

3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述待加工光学元件材料可为石英片、硅片、玻璃基片等中的一种或二种以上。

4.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述镀膜方法可以是离子束溅射镀膜法、离子束辅助热蒸发沉积法等中的一种或二种以上。

5.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述薄膜可以是SiO₂薄膜、Ta₂O₅薄膜、HfO₂薄膜、TiO₂薄膜、Nb₂O₅薄膜等中的一种或二种以上。

6.如权利要求1或5所述的控制方法，其特征在于，所述光学元件镀膜之后，薄膜不影响元件光学特性。

7.如权利要求1或3所述的控制方法，其特征在于，所述光学元件可以是透射光学元件或反射光学元件。

8.如权利要求1或5所述的控制方法，其特征在于，所述镀膜表面可以是光学元件正反表面或单面的正表面或反面。

9.如权利要求6、7或8所述的控制方法，其特征在于，所述镀膜表面为正表面时，只针对高反射膜系。