[发明专利]大口径高陡度空间光学非球面反射镜立式加工方法及装置

摘要

大口径高陡度空间光学非球面反射镜立式加工方法及装置，涉及光学加工领域，解决了现有非球面反射镜的接触式加工存在的加工效率低、成本高、精度低的问题。首先向射频线圈通冷却水，向中间管通高纯氩气，向外管通高纯氩气；调节射频电源功率加载在射频线圈上；接通高压特斯拉点火线圈产生高压电火花并在石英炬管内部感生出电子并击穿高纯氩气，点燃等离子体形成高温等离子体炬；向中心管通工作气体和高纯氧气，工作气体被高温等离子体炬所激发形成活性基团；控制机械臂按轨迹移动带动等离子发生器在非球面反射镜表面移动，喷射的活性基团与非球面反射镜材料发生化学反应生成挥发性气态物质。本发明在常压条件下进行，成本低、体积小，去除率较高。

主权项

大口径高陡度空间光学非球面反射镜立式加工方法，其特征在于，该方法由以下步骤实现：步骤一、根据大口径高陡度空间光学非球面反射镜在加工坐标系内的位置确定非球面反射镜的非球面方程，同时利用非球面反射镜加工算法生成加工控制文件，即机械臂(11)负载端运动轨迹及加工驻留时间函数；步骤二、常压条件下，开启冷却循环泵(5)向射频线圈(3)中通入冷却水或冷却气，开启冷却及辅助气源(61)并以0.3～2SLM的流量向与辅助气入口(8)相通的石英炬管(4)的中间管通入高纯氩气作为等离子体辅助气，用于在射频线圈(3)的激励下产生高温等离子体，以12～20SLM的流量向与冷却气入口(7)相通的石英炬管(4)的外管通入高纯氩气作为等离子体冷却气，将石英炬管(4)与高温等离子体分隔开避免石英炬管(4)融化；步骤三、待上述准备工作完成后，将射频电源(1)的功率调节到800～1200W并加载在射频线圈(3)上；步骤四、常压条件下，将高压特斯拉点火线圈(12)与石英矩管(4)接触或者将高压特斯拉点火线圈(12)放置在与石英矩管(4)距离5mm以内的位置，接通高压特斯拉点火线圈(12)使其放电产生高压电火花，高压电火花在石英炬管(4)内部感生出电子并击穿中间管和外管中的高纯氩气，同时在射频线圈(3)产生的电磁场激励下进一步击穿高纯氩气，最终点燃等离子体形成高温而稳定的等离子体炬；步骤五、形成等离子体炬后，同时开启工作气源(62)和氧气源(63)，以0～1000SCCM的流量向与工作气入口(9)相通的石英炬管(4)的中心管通入工作气体，工作气体为四氟化碳、六氟化硫或三氟化氮，同时以0～200SCCM的流量向与工作气入口(9)相通的石英炬管(4)的中心管通入高纯氧气，工作气体与高纯氧气的体积比为5:1，工作气体被高温等离子体炬所激发，经过5～10分钟的稳定之后，形成活性基团；步骤六、利用步骤一中生成的加工控制文件控制机械臂(11)按照确定的运动轨迹移动，同时带动由射频电源(1)、匹配器(2)、射频线圈(3)、石英矩管(4)和高压特斯拉点火线圈(12)组成的电感耦合等离子发生器在距离非球面反射镜表面一定距离的位置面上移动，利用气流将活性基团喷射到非球面反射镜表面，活性基团与非球面反射镜材料发生化学反应从而生成挥发性气态物质，实现在非球面反射镜的特定位置定量去除材料的目的，完成了大口径高陡度空间光学非球面反射镜的立式加工。