[发明专利]基于材料添加与去除相结合的光学镜面离子束纳米精度加工方法

摘要

本发明公开了一种基于材料添加与去除相结合的光学镜面离子束纳米精度加工方法，包括以下步骤：先获取添加函数，然后测量待加工工件的面形误差，以测量结果取反后的数值作为材料添加量，根据二维卷积公确定出添加驻留时间；根据添加驻留时间使用离子束抛光系统对待加工工件进行确定性添加控制，形成保护性牺牲层；再次测量待加工工件的面形误差，以测量结果作为材料去除量，再根据二维卷积公式确定出去除驻留时间；据此使用离子束抛光系统对工件进行确定性去除控制，直至去除保护性牺牲层，完成待加工工件光学镜面纳米精度的加工。本发明具有工艺步骤简单、设备投入少、加工效率高、可有效改善光学元件的表面粗糙度、修正中高频误差等优点。

主权项

一种基于材料添加与去除相结合的光学镜面离子束纳米精度加工方法，包括以下步骤：（1）获取添加函数：取一与待加工工件同样材料的实验样件，使用波面干涉仪测量所述实验样件的初始面形误差分布；设定材料添加时间，使用装设有离子束确定性添加装置的离子束抛光系统对实验样件给定点进行材料添加；然后再使用波面干涉仪对材料添加后的面形误差进行测量，对材料添加前后测量获得的面形作差得到材料添加量；再用材料添加量除以设定的材料添加时间即获取得到添加函数A(x,y)；（2）添加驻留时间的确定：利用波面干涉仪测量所述待加工工件的面形误差，测量结果记为E(x,y)，以E(x,y)取反后的数值作为待加工工件添加过程的材料添加量EA(x,y)，再根据二维卷积公式EA(x,y)=A(x,y)*TA(x,y)，确定出添加驻留时间TA(x,y)；（3）确定性添加控制：根据上述步骤（2）确定的添加驻留时间TA(x,y)，使用所述的离子束抛光系统对待加工工件进行确定性添加控制，使得待加工工件的面形误差低点处形成一层保护性牺牲层；（4）去除驻留时间的确定：利用波面干涉仪测量上述步骤（3）后待加工工件的面形误差，测量结果记为E′(x,y)，以E′(x,y)作为待加工工件去除过程的材料去除量EF(x,y)，再根据二维卷积公式EF(x,y)=R(x,y)*TF(x,y)，确定出去除驻留时间TF(x,y)；其中R(x,y)为常规方法获取的去除函数；（5）确定性去除控制：根据上述步骤（4）确定的去除驻留时间TF(x,y)，使用所述的离子束抛光系统对待加工工件进行确定性去除控制，直至去除所述的保护性牺牲层，完成待加工工件光学镜面纳米精度的加工。