反应离子束抛光关键技术研究

发布时间：2025-04-23 02:24

　　随着“人造太阳”、太空观测、武器系统等大型装备的发展,高品质光学元件的需求日益增加。离子束抛光技术(IBF,Ion Beam Figuring)作为高精度光学镜面确定性抛光技术广泛应用于光学元件加工,其加工精度高,但是加工效率不高,一般不能改善表面粗糙度。反应离子束抛光技术(RIBF,Reactive Ion Beam Figuring)在IBF技术的基础上,利用反应气体等离子体中的活性离子形成物理溅射和化学反应的综合作用,来实现工件表面材料的去除。RIBF具有良好的各向同性刻蚀作用,比IBF材料去除速率更高。目前国内外对RIBF技术的研究相对较少,主要集中应用于微结构的刻蚀方面。本文搭建了RIBF抛光系统,对RIBF抛光机理和材料去除特性进行分析和实验探究,并利用RIBF提高了光学镜面的加工效率,改善了表面粗糙度。论文的主要研究内容如下:1、研究了RIBF技术的材料去除机理,分析了RIBF中反应气体、离子源和中和器的使用原则,搭建了RIBF加工系统,为后续研究提供了理论基础和实验平台。2、对RIBF系统中的射频中和器进行研究。探究射频中和器的工作原理并设计了基本结构,通过实验测试射频中...

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源与意义
        1.1.1 课题来源
        1.1.2 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文主要研究内容
第二章 反应离子束抛光机理与抛光系统
    2.1 反应离子束抛光机理
        2.1.1 材料去除原理
        2.1.2 反应气体选择
    2.2 反应离子束抛光系统
        2.2.1 机床结构分析
        2.2.2 离子源选型
        2.2.3 中和器选型
        2.2.4 抛光系统搭建
    2.3 本章小结
第三章 射频中和器设计
    3.1 射频中和器工作原理和结构设计
        3.1.1 工作原理
        3.1.2 结构设计
    3.2 射频中和器工作性能
        3.2.1 中和能力
        3.2.2 中和器性能对比
    3.3 射频中和器性能影响因素分析
        3.3.1 气体流量影响
        3.3.2 射频功率影响
    3.4 本章小结
第四章 反应离子束材料去除特性
    4.1去除函数建模和实验
        4.1.1 去除函数建模
        4.1.2 去除函数实验
    4.2 反应离子束去除函数性能
        4.2.1 化学刻蚀性质
        4.2.2 反应气体SF6对去除函数的影响
        4.2.3 RIBF与 IBF的去除函数性能对比
    4.3 表面粗糙度的研究
        4.3.1 RIBF与 IBF加工后表面粗糙度对比
        4.3.2 RIBF加工中表面粗糙度随离子能量的变化关系
        4.3.3 RIBF加工中表面粗糙度的演变
    4.4 本章小结
第五章 熔石英镜面抛光
    5.1 实验设备简介
    5.2 离子束抛光
        5.2.1 离子束抛光实验一
        5.2.2 离子束抛光实验二
    5.3 反应离子束抛光
        5.3.1 反应离子束抛光实验一
        5.3.2 反应离子束抛光实验二
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果



本文编号：4041064