[发明专利]一种光学表面污染物的去除装置及方法

说明书

本发明公开了一种光学表面污染物的去除装置及方法，属于离子束加工技术领域，解决了现有技术中光学表面的离子束加工会产生数量、种类较多的污染物的问题，本发明包括加工舱，所述加工舱分别连接有第二电磁阀、第三电磁阀，所述第二电磁阀连接有气体储存罐，所述气体储存罐连接有第一电磁阀，气体储存罐上设置有气压计，所述第一电磁阀连接有固体储存瓶，所述固体储存瓶连接有加热装置，所述第三电磁阀连接有回收池，加工舱内设置有充气管，所述充气管与第二电磁阀连通。本发明去除光学元件表面污染物效率高、耗能低。

技术领域

本发明属于离子束加工技术领域，具体涉及一种光学表面污染物的去除装置及方法。

背景技术

采用离子束精修光学抛光表面面型已成为高精度面型加工的主要手段，离子束加工主要是通过电离氩气形成氩气离子，加速轰击光学元件，定量去除表面物质，因为是高速离子轰击使得表面物质脱落，其本质为物理去除，不改变光学元件表面的主要物质。

在轰击过程中，等离子体会被栅网进行电离和加速，因此它不会直接与其表面相互接触，此时固体的表面具有负电位，当离子经过栅网的时候，会受到栅网中的电场作用而进行加速运动，继而对固体表面进行轰击，然后发生大量的物理现象，例如入射离子的吸附和反射、工件表面的原子的反冲运动和溅射、二次电子的产生及发射等。

但是离子束加工中，在加工到一定次数以后会出现污染区域，且一半污染区域“麻点”明显，另一半污染区域“麻点”相对较淡。因为离子束在加工过程中，真空系统始终要维持加工真空度，分子泵需要连续不间断的抽取真空，所以，靠近分子泵侧的工件污染区域较淡，而远离分子泵的一侧污染较严重，这会严重影响到加工表面的粗糙度和光洁度。

绝大部分光学元件的材料的主要成分都是SiO₂，如蓝宝石、石英、微晶等材料。经过多次加工会在加工面形成全面型污染区域，污染表面呈现凹坑状，类沙孔型。其表现为圆形光学元件污染区域为“圆形”，方形光学元件的污染区域为“方形”，均处于整个加工区域，如图1-2所示。

离子束加工的污染原因主要有以下几点：

1.表面吸附：工件表面因部分离子的吸附造成污染。

2.原子的级联运动：原子级联运动现象造成工件表面同一位置多次轰击，形成定量轰击，导致工件表面出现“麻点”。

3.溅射现象：溅射造成的离子源自身的污染。

4.二次电子发射现象：当工件的表面被离子束以某一能量进行轰击时，从工件的表面发射电子的现象。

5.多次轰击：第一次轰击时原子或分子沉积在其表面狭小区域，多次轰击时，离子束光斑又轰击到沉积物上，将原本不需要去除的区域进行去除，工件表面产生了凹点。

发明内容

本发明的目的在于：

为解决现有技术中光学表面的离子束加工会产生数量、种类较多的污染物，导致表面质量下降，而采用物理去除方法容易损伤光学元件表面的问题，提供一种光学表面污染物的去除装置及方法。

本发明采用的技术方案如下：

一种光学表面污染物的去除装置，包括加工舱，所述加工舱分别连接有第二电磁阀、第三电磁阀，所述第二电磁阀连接有气体储存罐，所述气体储存罐连接有第一电磁阀，气体储存罐上设置有气压计，所述第一电磁阀连接有固体储存瓶，所述固体储存瓶连接有加热装置，所述第三电磁阀连接有回收池，加工舱内设置有充气管，所述充气管与第二电磁阀连通。

进一步地，所述加工舱连接有第四电磁阀，所述第四电磁阀连接有氮气罐。

进一步地，所述回收池为NaOH溶液池，回收池与加工舱之间还连接有分子泵，回收池连接有过滤器，所述过滤器连接有储气瓶。

进一步地，所述加工舱内的充气管设置有多个，各充气管朝向多个方向设置。