平面行星夹具均匀性修正挡板设计方法研究

众多光学系统对其关键环节大尺寸多层光学薄膜提出了越来越复杂的光谱要求，相应地对各个单层膜的厚度容差要求越来越严格。在整个基底表面，每一层都需要沉积得相当均匀。因为，任何单层的非均匀性将增加最终的膜厚误差。随着平面行星夹具广泛地应用于大尺寸光学薄膜制备，必须实现对行星夹具的均匀性有效控制。本文建立了平面行星夹具薄膜沉积无量纲模型，通过对夹具上各点的运动轨迹分析，提出了停留概率修正法，获得的理论均匀性与实验结果吻合。用此法设计出单片修正挡板将夹具Ф560mm范围内的不均匀性从4％改进到6‰。     

大口径镜面镀膜与镀膜系统配置

对大口径镜面特别是对大口径天文望远镜镜面的镀膜时,镀膜系统的配置对膜层性能的预期指标的实现起着非常重要的作用.整个镀膜系统的配置,一般都需要根据镜面的尺寸、镀膜方案以及相关工艺参数等来专门设计制造镀膜机.本文在借鉴了国内外大口径镜面镀膜的系统配置实践经验的基础上,针对LAMOST子镜的特点以及镜面在更新镀铝膜时对膜层的各项性能指标的要求,分析并初步提出了相应的具有可行性的镀膜系统的配置方案.     

大口径镀膜机均匀性的研究

对于大口径镀膜机的均匀性特性进行了研究,得到了一组厚度分布曲线,并对曲线进行了分析;利用这些实验结果,运用新理论设计出了具有实用性的修正挡板,均匀性可稳定的达到3‰.     

磁控溅射镀膜膜厚均匀性设计方法

镀膜工艺中的薄膜厚度均匀性问题是实际生产中十分关注的。本文在现有的理论基础之上,对溅射镀膜的综合设计方法进行了初步的建立和研究,系统的建立可以采用"整体到部分,再到整体"这一动态设计理念,不断完善设计方法,并将设计方法分为镀膜设备工程设计、镀膜工艺设计和计算机数值仿真三大部分。镀膜设备工程设计、镀膜工艺设计及二者的数值仿真这三者之间是相辅相成的,镀膜设备工程设计决定镀膜工艺过程的实现,镀膜工艺促进镀膜设备的升级,而高性能的计算机仿真设计给两者的设计提供了强有力的支持。     

蒸发镀膜基片工装改进与镀膜均匀性研究

红外滤光片,尤其是中长波红外窄带滤光片等光谱指标要求较高的红外光学薄膜,膜层厚度能达到几十微米,因而对膜料的需求非常大.当镀膜真空室较大时,一次填料不能满足膜料用量需求,通常采用减小蒸发距离的方式提高膜料的利用率,但同时会使膜厚均匀性变差,光谱性能变差.通过镀膜理论分析,在满足产品镀膜均匀性的前提下,设计了一套可自由调...     

3.6m大口径镀膜机膜厚均匀性分析

分别建立了旋转平面与球面夹具配置下的薄膜膜厚均匀性理论计算模型,对3.6 m大口径镀膜机下直径为2.6 m基板的膜厚均匀性进行了研究.为了改善膜厚均匀性,分别采用两个蒸发源和三个蒸发源进行蒸镀.薄膜的膜厚不均匀性通过理论计算模型进行优化计算得到.对于两个蒸发源,分别得到了两旋转夹具配置下的最优几何配置,对应的膜厚不均匀...     

大口径非球面Ronchi光栅测量方法

在对非球面加工过程中常用检测方法的优缺点进行比较的基础上,介绍了Ronchi光栅法的系统组成、工作原理和数据处理方法,并进行了光栅频率和灵敏度分析.通过对Ronchi光栅的频率、灵敏度的分析比较,发现可以通过改变其频率来实现大口径非球面不同加工阶段2～200 μm范围内的误差检测.该方法制作简单,使用方便.它的深入研究,将为大口径非球面精磨和初抛光阶段提供一种有效、可靠的定量检测手段.     

大口径高光学均匀性磁旋光玻璃研制成功

由中科院西安光机所承担研制的“大口径高光学均匀性磁旋光玻璃研制”项目日前通过专家鉴定。专家表示，该成果填补了国内空白，同时建议进一步加强该项目的应用推广。力争研制更大尺寸的磁旋光玻璃，以满足我国科研工作和国家经济建设的需要。磁旋光玻璃是一种具有磁光效应的特种光学玻璃，又称法拉第旋光玻璃，主要用于可见光及近红外波段大功率激光输出控制，被广泛用作磁光隔离器、开关、     

镀膜玻璃膜层均匀性探讨

本文对镀膜玻璃的膜层均匀性问题作了初步的探讨。侧重于从溅射原子的沉积过程来分析边缘效应对膜层横向均匀性的影响。     

计算机控制抛光大口径高陡度非球面技术研究

报告了计算机控制应力变形抛光盘加工大口径高陡度非球面技术的发展精况,讨论了这一方法的理论基础;给出了应力变形抛光盘的数学力学原理与结构特点;研究了机床的整体机械设计与电学系统设计原则;探讨了应力变形盘与抛光磨头轴的连接方式;最后讨论了发展这项新技术的若干初步考虑。     

倒圆锥面基底蒸发镀膜均匀性理论分析

通过计算得出了蒸发源位于倒圆锥面正下方外部镀膜时锥面上各点的膜厚方程,并对整个锥面上膜厚均匀性进行了理论分析。结果表明：当圆锥面形状固定时,蒸发源与圆锥底圆圆心距离增大使锥面上膜厚均匀性变好;当蒸发源固定时,增大底圆半径导致锥面上膜厚均匀性变差。在同样的配置下,蒸发源为点源或小平面源时锥面上膜厚均匀性的变化趋势一致,小平面源蒸镀比点源蒸镀时圆锥面上膜厚均匀性差。     

小圆平面靶磁控溅射镀膜均匀性研究

本文从圆平面靶磁控溅射的原理出发,针对圆形平面靶面积小于基片面积的特点进行分析,建立膜厚分布的数学模型,并利用计算机进行模拟计算,目的在于探寻平面靶材面积小于基片面积时影响膜厚均匀性的因素。模拟计算的结果表明:基片偏心自转时,靶基距和偏心距对膜厚分布均有影响。偏心距一定时,随着靶基距的增大,薄膜厚度变小,膜厚均匀性有提高的趋势;靶基距一定时,随着偏心距的增大,膜厚均匀性先变好后变差。当基片自转复合公转时,随着转速比的增大,膜厚均匀性逐渐变好,转速比增大到一定程度后,它对膜厚均匀性的影响逐渐变小。圆形平面靶的刻蚀环范围的变化对薄膜的均匀性有一定的影响。这些理论为小圆平面磁控溅射系统的设计和实际应用提供了理论依据。     

大口径离轴非球面加工中能动磨盘面形分析

利用齐次坐标变换理论分析了计算机数控能动磨盘加工大口径离轴非球面反射镜时磨盘底面需要形成的实时面形,给出了通用的盘面实时轮廓的计算方法.以NST(新太阳望远镜)的离轴抛物面主镜参数为例.给出了用现有能动磨盘加工时盘面形状及磨盘变形量的计算结果,并将该方法用于两块轴对称非球面(Φ1 030 F/1.6椭球面和Φ1 250...     

大口径高次非球面高精度面形检测方法探讨

总结了常用非球面光学元件的检验方法的分类及其特点,提出了满足大口径高次非球面的高精度检测方法的基本要求,重点分析了细光束干涉测试方法及其在大口径非球面高精度检测方面的应用．     

用于大口径非球面的波前功率谱密度检测

光学元件加工质量的检测和评价工作是保证整个光学系统安全、正常运行的关键。在总结非球面常用检验指标优、缺点的基础上,讨论了测量大口径非球面的波前功率谱密度时的系统组成、工作原理和软件设计的总体思路。为了减少系统误差的影响,求解波前功率谱密度时,通过引入系统传递函数校正测量值来实现。使用大口径相位干涉仪作为波前检测仪器,证实波前功率谱密度能定量给出波前畸变的空间频率分布,并用于作为大口径光学元件质量的评价标准。给出一个测试口径为64mm×64mm光学元件测试结果,有效频率为0.03mm-1～3.87mm-1,rms为0.0064λ。     

镀膜玻璃膜层均匀性探讨（续）

本文就边缘效应对膜层的横向均匀性影响提出自己的看法，并通过一定的数学模型进行解析分析，其结果与实测结果有较好的一致性     

小圆形平面靶倾斜磁控溅射镀膜均匀性研究

基于小圆形平面靶倾斜磁控溅射的实际情况,针对靶材环形刻蚀槽与水平工件台存在夹角的特点,建立数学模型.利用MATLAB软件进行模拟仿真,研究靶材与工件台正对且高度固定时,不同夹角对膜厚分布的影响.我们发现在工件台相对靶材的水平距离上,膜厚先增加后降低.当靶材夹角适当时,在工件台固定的区域范围内,薄膜沉积速率的变化近似直线...     

以环形子孔径扫描法测量大口径非球面的研究

总结非球面常用检验方法在应用中优、缺点的基础上,使用环形子孔径扫描法来测量大口径非球面。这种方法使被测元件相对于参考波前的斜率差减小到干涉仪允许的测量范围内,每次测量仅是被测表面的一部分,通过算法实现数据“拼接”,从而得到整个面形信息。该方法无需辅助光学元件即可实现对大口径、大相对口径非球面的直接测量,为大口径高精度非球面的加工检验提供了有效手段。     

非球面在线检测的系统误差分离与修正

为了解决非球面在线检测的系统误差问题,针对系统误差产生的机理、误差的数学模型、分离方法以及补偿方法进行了研究.提出一种将空间误差投影到不同平面上进行分析从而解决测量系统误差的新方法并建立了各系统误差的数学模型.根据最小二乘法的基本思想,建立了基于标准球面的系统误差分离数学模型,得到了各参数的最小二乘估计值,并利用误差修正模型进行了校正.利用标准球面进行测量实验,验证了该方法的有效性和精确性.实验结果表明所提出的解决测量系统误差的思路可行,最终可使测量系统精度达到1μm数量级,从而满足精磨阶段在线检测的需要.