Способ получения асферических поверхностей

 

О П И С А Н И Е,0 „2 б

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик.ф: г

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 17. 08. 81(21) 3328267/29- 33 (51) М. Nn. с присоединением заявки М .— (23) Приоритет — .

С 03 С 17/30

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 1503ВЗ. Бюллетень Но10

Дата опубликования описания150333

153) УДК666. 1.

-05(088. 8) (72) Авторы изобретения

А.Ф. Первеев, Г.И. Голубева, Г.A Муранова и A.B. Степуро (71) Заявитель (541 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АСФЕРИЧЕСКИХ

ПОВЕРХНОСТЕЙ

Изобретение относится к технологии оптического приборостроения, а именно к технологии изготовления асферических поверхностей на оптических деталях.

Известен. способ получения асферических поверхностей путем нанесения на оптическую;заготовку через профильную маску в вакууме слоев моноокиси кремния резистивным и электронно-лучевым испарителем.

Процесс нанесения таких асферических пленок из моноокиси кремния включает предварительный нагрев заготовки до 300оС и двухэтапное осаж" дение: вначале на нагретую до 300400 С подложку осаждают равномерный подслой моноокиси .кремния, затем заготовку охлаждают и при ЗООС через профильную маску проводят нанесение разнотолщинного асферизующего слоя (1).

Недостатками этого способа являются значительная трудоемкость и длительность изготовления асферики из моноокиси кремния.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения асферических поверхностей путем нанесения на очищенную подложку слоев окисла кремния переменной толщины через маску электронно-лучевым методом, заключающийся в том, что в качестве окисла кремния используют кварц, а нанесение слоев ведут дискретно с толщиной каждого слоя 0,1-0,2 мкм с интервалами, равными времени осаждения одного слоя. Полученные пленки отличаются повышенным качеством (2).

Недостатками известного способа являются невозможность получения по.верхностей со значительной (более

30 мкм } асферичностью и длительное время нанесения асферизующего слоя. Кроме того, слои толщиной 310 мкм имеют повышенное рассеяние, большие внутренние напряжения, в результате которых покрытие отслаивается от подложки, при этом время нанесения слоя 1 мкм около 30 мин.

Целью изобретения является увеличение асферичности поверхности.

Цель достигается тем, что согласно способу получения асферических поверхностей путем дискретного на несения на предварительно очищенную подложку профильных слоев двуокиси кремния переменной толщины через

1004286

25

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 1781/26 Тираж 484 Подписное

Филиал ППП "Патент",r.Ужгород,ул.Проектная,4 маску эл ктронно-лучевым испарением в вакууме, каждый слой двуокиси кремния при достижении толщины 1-2 мкм подвергают ионной полировке до удаления слоя 0,2-0,3 мкм.

Введение промежуточной полировки качественно влияет на структуру осаждаемого покрытия. При обработке слоя ионами с высокой энергией преимущест.венному распылению подвергаются атомы пленки, имеющие слабую связь со слоем, т. е. удаляются атомы, сконденсированные в направлениях кристаллизации с малой энергией связи и с менее плотной упаковкой.

Обработанный ионной полировкой на глубину 0,2-0;3 мкм слой характеризуется высокими значениями энергии связи зародышей и последующее нанесение пленки сопровождается уменьшением свободной энергии образования.

Таким образом, ионная полировка вызывает увеличение и активизацию центров кристаллиэации, вследствие чего конденсированная пленка обнаруживает плотную мелкодисперсную структуру при хорошей адгезии к подложке.

Выбор слоя в диапазоне 1-2 мкм определяется градиентом асферичности, т. е. изменением величины асферичности на 1 мм дуги осевого сечения. Если асферичность детали меньше 1 10 4 то толщина слоя между подполировками 2 мкм, при большем градиенте асферичности толщина слоя определяется в 1 мкм.

Интервал 0,2-0,3 мкм толщины удаляемого слоя определяется тем, что съем на глубину, меньшую 0,2 мкм, не оказывает активирующего воздействия на поверхность кварца, а при удалении слоя больше 0,3 мкм качество покрытия заметно не улучшается.

В предлагаемом способе выбран ные интервалы позволяют получать асферические пленки без остаточных внутренних и поверхностных напряжений, что гарантирует стабильный геометрический профиль и высокие эксплуатационные характеристики.

Асферические покрытия наносят ,на установке .электронно-лучевого испарения А-700, обеспечивающие вакуум не хуже 5 10 " тор. Испарение кварца (КВ) проводят в атмосфере О при 3 10 5тор, на подложки из K-8, кварца, Тф через профильные маски для получения,асферики специального назначения с градиентом асферизации

1-10 — 1 -10 5 Скорость нанесения кварца составляет 0,5-1,5 мкм/мин.

Ионную полировку осуществляют с помощью сетчатого электрода при

2 10 тор (атмосфера О2), напряжение на электроде 1 5-2кеЧ скорость съема

1-2 мкм/ч. Контроль толщины съема определяют по времени обработки.

В результате получают покрытия двуокиси кремния толщиной 30-50 мкм со следующими оптическими и эксплуатационными характеристиками: покрытия относятся к Т группе механической прочности, выдерживают термоудар + 50ОС (10 циклов ), пребывание во влажной камере 98% от влаги, 40 С (10 сут ), рассеяние пленок не превншает 0,2Ъ, оптические характеристики покрытий близки к теоретическим, хранение покрытий в комнатных условиях в течение 1 года не оказывает влияния на оптические и эксплуатационные характеристики покрытий.

Таким образом, изготовленные по предлагаемому способу асферические покрытия с отступлением от ближайшей сферы 30-50 мкм обнаруживают высокие оптические характеристики (стабильный показатель преломления по толщине, рассеяние, соизмеримое с рассеянием исходной подложки ) и эксплуатационные параметры.

Использование изобретения позволяет производить покрытия со значительной (30-50 мкм ) асферизацией с высокими качественными показателями, что расширяет возможности метода и инициирует более активное применение асферических покрытий в оптическом приборостроении.

Способ получения асферических поверхностей путем дискретного нанесения на предварительно очищенную поверхность подложки профильных слоев двуокиси кремния переменной толщины через маску электронно-лучевым испарением в вакууме, о т л и ч а юшийся тем, что с целью увеличения асферйчности поверхности, каждый слой двуокиси кремния при достижении толщины 1-2 мкм подвергают

:ионной полировке до удаления слоя

0,2-0,3 мкм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 371622, кл. С 03 С 17/30, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 585133, кл. С 03 С 17/30, 1978.

Способ получения асферических поверхностей Способ получения асферических поверхностей 

 

Похожие патенты:
Изобретение относится к оптической и стекольной промышленности, к архитектурным стеклопакетам, транспортным стеклам и другим изделиям из стекла

Изобретение относится к способу получения покрытий на различных материалах (стекло, кремний, пластики) и свободных пленок, обладающих повышенной поверхностной плотностью функциональных групп (амино-, эпокси-, гидразино-, карбокси- и др.)

Изобретение относится к структуре стеклопакета с высоким термическим коэффициентом полезного действия
Изобретение относится к тонкопленочным интерференционным покрытиям для просветления оптических элементов
Наверх