离子束加工

对光学透镜等精密零件进行离子束加工

 

对光学透镜等精密零件进行离子束加工

离子束加工或离子束抛光(IBF)是一个用于修正光学表面误差的高端方法。这种类型的处理也被称为“纠正抛光”。它可以实现毫米范围内纳米分辨率和空间分辨率级的测深精度。其它方法还有“小工具抛光”(STM)、水流抛光、磁流变抛光(MRF)等。

在描述这些方法时,有时也用“精加工”(Finishing)来代替“抛光”(Figuring),因为它们通常表示一个光学表面形状最后一步的修正校准。

由于可达到非常高的精度,离子束加工(IBF)可以很好的作为最后的处理步骤。之后,譬如,根据产品和技术,还会进行光学表面的涂层处理。

 

用于光学表面加工的离子源

照片:离子源

高品质光学表面非接触式加工

离子束抛光技术是非接触式的,这对光学加工十分有利。加速了的氩离子被用于工件表面微小部分的剥蚀。剥蚀的强度由在工件接触位置的停留时间来控制。加工过程中的误差因此对所获得的表面的影响要小得多。大多数的材料表面粗糙值保持不变。在某些情况下粗糙值甚至有所改善,譬如在加工石英玻璃和硅时。IBF的另一个优点是,可以超越边缘来处理工件(例如光学透镜或反射镜)。通光孔径得以增大。由于加工而产生新的表面损伤便可排除在外。

加速了的离子抛光表面

光学表面将通过一种纯物理的方法进行加工。加工时(标准离子束情况下)不会发生化学反应。一束相应强度强加速了的离子带着足够的动能(大约1千电子伏)撞击到工件上并将它的能量传递到工件表面的电子上。电子不能继续保持彼此的连接而转化为气相。这个过程也可以被称之为雾化,在英语术语中被称作为“溅射”。人们也称这个过程为“干式蚀刻”。通常情况下使用氩气作为离子源。

离子束可以用来加工什么?

任何材料,只要其能处于真空之中,均可用离子束对其进行加工。对于软质材料会使用一个低的剥蚀速率(溅射率)。由盐类如氯化钠构成的,可以用磁流变抛光(MRF)或流体射流研磨等“湿法”简单溶解的特殊玻璃,也是适合离子束加工的。POTEG产品的OMF系列至今为止是为直径为5毫米至1.2米直径的工件所设计的。但更大或更小的直径也是可以的。客户起草一个他希望在技术上得到解决的任务要求。我们按其要求来开发设备。