發(fā)布時(shí)間：2024-04-23 00:27

　　針對(duì)單晶硅柱面鏡加工過(guò)程中面臨的加工效率低、加工精度差以及表面質(zhì)量難控等問(wèn)題,提出采用離子束傾斜入射的方法來(lái)進(jìn)行單晶硅柱面鏡的加工工藝優(yōu)化。通過(guò)建立離子束傾斜入射的去除函數(shù)理論模型,揭示去除效率同入射角度的關(guān)聯(lián)規(guī)律;通過(guò)分析離子束傾斜入射的微觀形貌作用機(jī)理,揭示表面質(zhì)量同入射角度的關(guān)聯(lián)規(guī)律;綜合優(yōu)化去除效率和表面質(zhì)量,獲得傾斜入射的最佳入射角度,并建立基于離子束傾斜入射的新工藝路線。在一塊尺寸為100mm×100mm的單晶硅凸柱面鏡上采用新工藝路線進(jìn)行加工實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:在保證加工精度和表面質(zhì)量的情況下,加工時(shí)間節(jié)約53.7%,驗(yàn)證了離子束傾斜入射加工的先進(jìn)性。

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【部分圖文】：

圖1離子束加工原理圖

離子束拋光是借助離子的物理濺射作用實(shí)現(xiàn)去除材料的目的，其原理是在加工過(guò)程中具有一定能量的離子與光學(xué)元件表面的原子發(fā)生級(jí)聯(lián)碰撞使原子獲得能量，而當(dāng)其原子獲得的能量足以克服晶格束縛能、移位能和表面束縛能等約束時(shí)，原子逃離元件表面，如圖1所示。離子束對(duì)材料原子的濺射效應(yīng)，主要依據(jù)Sig....

圖2離子束傾斜入射加工坐標(biāo)變換示意圖

實(shí)際離子束加工中不存在繞Z軸旋轉(zhuǎn)的情況，即γ=0，相應(yīng)的基本旋轉(zhuǎn)矩陣R(z，γ）是單位矩陣，故（7）式可以簡(jiǎn)化為則兩個(gè)坐標(biāo)系坐標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系為

圖3入射角度對(duì)離子束流密度峰值的影響

基于工件坐標(biāo)系下的離子束流密度空間分布模型，分別仿真離子束流密度與不同入射角度之間的關(guān)系，入射角度范圍為0°～89°，可以得到離子束流密度峰值與入射角度的關(guān)系曲線，如圖3所示。為更加直觀地觀察離子束流密度分布的變化特性，分別仿真獲得入射角為0°，15°，30°，45°，60°時(shí)的....

圖4不同入射角度下歸一化離子束流密度分布（0°，15°，30°，45°，60°）

圖3入射角度對(duì)離子束流密度峰值的影響將（11）式代入（5）式，對(duì)不同入射角度下的離子束去除函數(shù)進(jìn)行仿真，分別對(duì)入射角度從0°到85°時(shí)的去除函數(shù)模型進(jìn)行求解，得到不同入射角度下離子束去除函數(shù)的體積去除率和峰值去除率，變化曲線如圖5(a）所示。從圖中可以看出，不論是體積去除率還是....

本文編號(hào)：3962350