[01242992]光学零件离子束抛光系统与技术

“光学零件离子束抛光系统与技术”是由国防科学技术大学机电工程与自动化学院研制的。

该系统基于CCOS成型原理，利用聚焦离子源产生的离子束对工件表面的离子溅射效应修除光学零件面形误差。

离子束抛光的非接触式的材料去除避免了抛光过程产生接触应力、镜面的亚表面损伤，消除了传统加工中的边缘效应和“研具”磨损问题。

离子束抛光的原子量级的材料去除能力和离子源的高稳定性，使得光学零件的精度可提升到纳米乃至于亚纳米量级，同时工艺过程具有高的确定性和加工效率。

目前，光学零件离子束抛光被公认为是一种确定性最高的先进的光学零件加工工艺和方法，适用于高精度、大(相对)口径、复杂面形光学零件加工。

此外，离子束抛光过程同时具有对零件表面的清洗作用，利于提高后续的镀膜牢固度。

本系统研制源于国家“973”项目“大型光学镜面可控柔体制造科学基础研究”，2005年立项，研制过程历时两年，2007年投入使用。

系统的关键技术和特色主要包括离子束抛光装备的研制和离子束抛光工艺技术两大部分。

离子束抛光装备的研制主要包括：KDIBF-500离子束抛光机床。

其中主要的关键技术有：大容量真空获取与保持技术，离子源技术，真空高精度多轴运动机构技术等整个装备由离子源系统、多轴运动系统、真空系统和抛光过程状态监控系统四大部分组成实现高精度、大口径光学零件加工。

离子束抛光工艺技术主要包括：离子束修形能力的评价技术与方法；离子束抛光误差收敛与精度预测预报技术；全数字化高确定性的自动化工艺流程与工艺控制技术；离子束抛光工艺控制软件，实现去除函数获取、驻留时间计算、路径规划生成和数控程序生成的功能；典型光学零件离子束抛光的工艺规程。

系统主要技术指标：(1) 离子源系统，可实现离子能量和束流参数的可控调节。

连续稳定工作周期10h；

真空系统，真空腔体容积1200x1200mm，工作保持真空度6×10－3Pa，建立时间<50min；

系统加工能力，系统工件最大加工尺寸为500mm口径，相对口径1:1，能对微晶玻璃、熔石英玻璃、SiC材料等典型光学材料进行光学加工，具有平面、球面和非球面等各类回转对称光学零件以及离轴非对称形状、异形、薄形光学零件的加工能力；

加工100mm口径光学零件面形精度优于λ/200 RMS，(λ＝632nm)、500mm口径面形精度优于λ/50(RMS)，表面粗糙度优于1nmRMS由于该系统技术成熟，运行稳定、可靠，加工效率高，自动化程度高，在高精度光学零件加工方面具有广阔的应用前景。