熔石英表面离子束抛光去除函数稳定性研究
作者:吴鹏飞; 王春阳; 李晓静; 赵仕燕; 王大森; 聂凤明
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目的测试熔融石英光学元件表面抛光过程中去除功能的稳定性。方法在离子束进行法拉第扫描,获取束流密度信息,建立离子束抛光的去除函数模型。分析了离子束密度信息和去除函数模型,实验研究了离子束密度信息与去除函数之间的关系,得出了基于法拉第扫描结果计算去除函数的方法。利用该方法得到了离子束抛光过程中去除函数的特征量,并分析了去除函数特征量随时间的波动,以判断去除函数的稳定性。离子束抛光实验是在熔融石英元件表面进行的。结果离子源在1alpin能量下长时间运行,用上述方法计算了离子源的去除函数。计算结果表明,在离子束抛光过程中,峰值去除率(Pmax)、体积去除率(V)和去除函数的半高全宽(FWHM)在8小时内的变化率小于3%。通过离子束抛光实验对一个100mm的熔融石英光学元件进行了抛光。抛光后,PV值的形状从0.78减小到0.16,RMS值从72.39 nm减小到16.64 nm。结论通过法拉第扫描可实现对去除功能的长期监测。在长时间的测试实验中,去除函数的特征量具有良好的稳定性,并对熔融石英元件进行了表面处理。该元件的表面参数满足光学超精密加工的要求。