Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Несомненным достоинством ионных источников этого типа является монохроматизм ионного потока с малым углом расходимости (около 7°). Источник стабильно работает в химически активных средах и остаточном давлении (10~2 -10“3 Па). К недостаткам источников «Радикал» следует отнести относительно небольшие плотности ионного тока (около ОД мА/см2) и ограниченный диаметр формируемого трубчатого пучка ионов (около 100 мм).
В настоящее время для оптической технологии разработана серия ионных источников типа «ИОН», в частности «ИОН-4» (рис. 7.66), генерирующий ионный пучок диаметром до 200 мм. Плотность ионного тока на расстоянии 200 мм от источника составляет 2 мА/см2 при
&
И
Рис. 7.65. Схема источника типа «Радикал»:
1 — магнит; 2 — катод; 3 — анод; 4 — ионный пучок; 5 — область плазмы разряда
Рис. 7.64. Схема источника типа «Кауфман»:
1 — термокатод; 2 — анод; 3 — магнит; 4 — ионно-оптические сетки; 5 — ускоряющая
466
ускоряющем напряжении от 1 до 4 кВ. Неравномерность обработки поверхности неподвижных оптических деталей не превышает ± 10 %.
В ГОИ разработана серия оригинальных ионных источников, в основу которых положен принцип, позволяющий конструировать источники с практически неограниченным диаметром пучка и высокой стабильностью его параметров.
Источник может генерировать ионные пучки как инертных, так и химически активных газов. Используя различные варианты геометрии источника, либо маскирования ионного пучка, возможна обработка и формирование любых оптических поверхностей.
На базе разработанного источника создано специализированное промышленное оборудование, позволяющее реализовать все вышеперечисленные процессы ионной технологии. В частности, для асфе-ризации деталей диаметром до 300 мм разработана установка ПИОН-ЗОО, для деталей размером до 500 мм — установка ВУ-ПИОН. Обе установки содержат устройства групповой асфери-зации деталей средних и малых размеров. ПИОН-ЗОО позволяет обрабатывать одновременно три детали диаметром до 100 мм или шесть деталей диаметром до 60 мм. ВУ-ПИОН аналогично — 12 деталей диаметром до 60 мм, шесть деталей — диаметром до 100 мм и три детали — диаметром до 150 мм. Установки работают в автоматическом режиме. Контроль параметров процесса позволяет выходить на заданную глубину проработки с точностью 1 % при съе-мах поверхностного слоя до 10 мкм. Плотность ионного тока
в пучке составляет 1 мА/см2, что обеспечивает средние скорости обработки оптических стекол около 1 мкм/ч, кристаллов — 2-3 мкм/ч в атмосфере инертных газов (аргон). В режиме ионнохимической обработки скорости возрастают в 4-5 раз соответственно.
Для ионной обработки подложек и покрытий в ГОИ создано устройство ИОП-2 (рис. 7.67), которое представляет собой сеточный электрод, состоящий из пластин тантала, расположенных на определенном расстоянии друг от друга. На электрод подается отрицательное напряжение 50-200 В. Когда в вакуумной камере возникает газовый разряд,
1 2 3
SO-2001
Рис. 7.67. Устройство ИОП-2:
I — держатель пластин; 2 — сеточный электрод; 3 — пластины; 4 — плоский электрод; 5 — заземленный металлический экран
Газ
Рис. 7.66. Схема источника типа «ИОН-4»:
1 — анод; 2 — матрица; 3 — катод; 4 — экран; 5 — корпус; 6 — соленоид
467
часть ионов положительного столба производит бомбардировку электрода, выбивая из него электроны, которые увеличивают степень ионизации, что дает возможность снижать давление рабочего газа. При правильном выборе расстояния между пластинами электрода происходит осцилляция электронов, в результате чего при прохождении между пластинами ионы нейтрализуются. Подложки бомбардируются потоком нейтрализованных частиц, при этом устройство может располагаться на расстоянии 150-400 мм от держателя подложек.
Подробнее об оборудовании см. гл. 9.
Глава 8
ОПТИЧЕСКИЕ ПОКРЫТИЯ
8.1. ВВЕДЕНИЕ
Оптические покрытия позволяют существенно изменять оптические параметры поверхности детали: управлять интенсивностью отраженного и пропущенного излучения (просветляющие и высокоотражающие покрытия), изменять спектральный состав отраженного и пропущенного излучения (спектроделительные и фильтрующие покрытия), изменять состояние поляризации и фазовые характеристики излучения (интерференционные поляризаторы и фазовые вращатели). Получили развитие покрытия, выполняющие одновременно несколько функций в различных участках спектра — многоспектральные покрытия.
С помощью тонкослойных покрытий можно существенно повысить механическую и химическую устойчивость поверхности (защитные покрытия), изменить ее электрические свойства (токопроводящие покрытия) и т. д. Уровень современного оптического прибора во многом определяется наличием покрытий с необходимыми оптическими или эксплуатационными параметрами.
Для нанесения покрытий используют различные вакуумные и химические методы и оборудование, выбор которых определяется требованиями к покрытиям и возможностями их производства.
8.2. НАНЕСЕНИЕ ПОКРЫТИЙ ПУТЕМ ТЕРМИЧЕСКОГО ИСПАРЕНИЯ ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ В ВАКУУМЕ
Методы термического испарения получили наиболее широкое применение для нанесения покрытий различного назначения и характеризуются высокой производительностью, возможностью контроля и автоматической стабилизации основных технологических параметров в процессе нанесения покрытий, что обеспечивает высокую воспроизводимость их структурных характеристик, состава, оптических и эксплуатационных свойств. Методы позволяют наносить покрытия из пленокообразующих материалов различного состава и природы с широким диапазоном оптических констант в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной областях спектра.
