Способ получения асферических поверхностей

(23) Приоритет -С 03 С 17/30 Госуларственный комитет СССР по лелам изобретений н открытий(71) Заявитель 541 СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АСФЕРИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТЕЙИзобретение 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 300 оС и двухэтапное осаж. дение: вначале на нагретую до 300- 400 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 асферическнх поверхностей путем нанесения на очищенную поддожку слоев окисла кремния переменнойтолщины через маску электронно-лучевым методом, заключающийся в том,что в качестве окисла кремния используют кварц, а нанесение слоевведут дискретно с толщиной каждогослоя 0,1-0,2 мкм с интервалами,равными времени осаждения одногослоя. Полученные пленки отличаютсяповышенным качеством 2,Недостатками известного способаявляются невозможность получения по.верхностей со значительной более30 мкм ) асферичностью и длительное время нанесения асферизующегослоя. Кроме того, слои толщиной 310 мкм имеют повышенное рассеяние,большие внутренние напряжения, врезультате которых покрытие отслаивается от подложки, при этом времянанесения слоя 1 мкм около 30 мин.Целью изобретения является увеличение асферичности поверхности.Цель достигается тем, что согласно способу получения асферическихповерхностей путем дискретного нанесения на предварительно очищеннуюподложку профильных слоев двуокисиЗ 0 кремния переменной толщины через1004286 20 25 30 Формула изобретения 40 1. Авторское свидетельство СССРУ 371622, кл. С 03 С 17/30, 1971.2. Авторское свидетельство СССР 60 Р 585133, кл. С 03 С 17/30, 1978. ВНИИПИ Заказ 1781/26 Тираж 484 Подписное филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул,Проектная,4 маску электронно-лучевым испарениемв вакууме, каждый слой двуокиси кремния при достижении толщины 1-2 мкмподвергают ионной полировке доудаления слоя 0,2-0,3 мкм.Введение промежуточной полировкикачественно влияет на структуру осаждаемого покрытия. При обработке слояионами с высокой энергией преимущественному распылению подвергаютсяатомы пленки, имеющие слабую связьсо слоем, т. е. удаляются атомы,сконденсированные в направленияхкристаллизации с малой энергиейсвязи и с менее плотной упаковкой,Обработанный ионной полировкойна глубину 0,2-0;3 мкм слой характеризуется высокими значениями энергии связи зародышей и последующеенанесение пленки сопровождаетсяуменьшением свободной энергии образования.Таким образом, ионная полировкавызывает увеличение и активизациюцентров кристаллиэации, вследствиечего конденсированная пленка обнаруживает плотную мелкодисперснуюструктуру при хорошей адгезии к подложке.Выборслоя в диапазоне 1-2 мкмопределяется градиентом асферичности, т. е. изменением величины асферичности на 1 мм дуги осевого сечения. Если асферичность детали меньше 1 10 ф то толщина слоя между подполировками 2 мкм, при большем градиенте асферичности толщина слояопределяется в 1 мкм,Интервал 0,2-0,3 мкм толщины удаляемого слоя определяется тем, чтосъем на глубину, меньшую 0,2 мкм,не оказывает активирующего воздействия на поверхность кварца, а приудалении слоя больше 0,3 мкм качество покрытия заметно не улучшается.В предлагаемом способе выбранные интервалы позволяют получатьасферические пленки без остаточныхвнутренних и поверхностных напряжений, что гарантирует стабильныйгеометрический профиль и высокиеэксплуатационные характеристики.Асферические покрытия наносят,на установке .электронно-лучевогоиспарения А, обеспечивающиевакуум не хуже 510 " тор. Испарениекварца (КВ) проводят в атмосфере Опри 3 10 5 тор, на подложки из К,кварца, Тф через профильные маскидля получения,асферики специальногоназна 3 чения с градиентом асферизациц1 10 - 1 .10 5 Скорость нанесениякварца составляет 0,5-1,5 мкм/мин. Ионную полировку осуществляют с помощью сетчатого электрода при 2 10тор (атмосфера 02), напряжение на электроде 1 5-2 кеЧ 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 1 группе механической прочности, выдерживают термоудар + 50 ОС ( 10 циклов ), пребывание во влажной камере 98 от влаги, 40 ОС (10 сут ), рассеяние пленок не превншает 0,2, 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 качествбйными 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 ющ и й с я 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