熔石英表面离子束抛光去除函数稳定性研究

目的 检验熔石英光学元件表面离子束抛光过程中去除函数的稳定性.方法 对离子束进行法拉第扫描来获取束流密度信息,构建离子束抛光去除函数模型.分析离子束流密度信息与去除函数模型,并通过实验研究束流密度信息与去除函数之间的关系,获得基于法拉第扫描结果计算去除函数的方法.利用该方法求取离子束抛光过程中的去除函数特征量,分析去除函数特征量随时间的波动情况以此来判断去除函数的稳定性,并对熔石英元件表面进行离子束抛光实验.结果 在1 keV离子束能量下对离子源进行长时间的运行实验,利用上述方法计算实验过程中的去除函数.通过计算得到离子束抛光过程中去除函数的峰值去除率(Pmax)、体积去除率(V)和半高全宽(FWHM)在8 h内的变化率都小于3％.利用离子束抛光实验对Φ100 mm的熔石英光学元件进行抛光,抛光后面形PV值由0.78λ下降到0.16λ,RMS值由72.39 nm下降到16.64 nm.结论 通过法拉第扫描实现了对去除函数长时间的监测,去除函数特征量在长时间测试实验中有着很好的稳定性,并对熔石英元件表面进行离子束加工,加工后元件表面参数满足光学超精密加工的要求.