[發(fā)明專利]射頻離子源工作參數(shù)優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711251535.6
• 申請(qǐng)日: 2017-12-01
• 公開（公告）號(hào): CN108032145B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 唐瓦;鄧偉杰;尹小林;薛棟林;張學(xué)軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
• 主分類號(hào): B24B1/00
• 分類號(hào): B24B1/00;G06F17/50
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 趙勍毅

本發(fā)明涉及一種射頻離子源工作參數(shù)優(yōu)化方法，包括：獲取光學(xué)鏡面誤差信息，并確定去除函數(shù)最優(yōu)半寬尺寸；選擇離子源前端出口尺寸；通過法拉第杯對(duì)離子源的離子束流進(jìn)行測(cè)量；自動(dòng)調(diào)整射頻電源功率和工作氣體流量，其中控制系統(tǒng)與離子源連接并用于控制離子源的射頻電源功率和工作氣體流量；根據(jù)法拉第杯掃描結(jié)果選擇電流最大值時(shí)對(duì)應(yīng)的射頻電源功率和工作氣體流量；控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整離子源工作參數(shù)，并根據(jù)法拉第杯掃描結(jié)果選擇電流值最大時(shí)對(duì)應(yīng)的加速電壓值；固定上述離子源工作參數(shù)，進(jìn)行法拉第杯掃描；通過法拉第杯掃描計(jì)算得到去除函數(shù)信息；仿真計(jì)算判斷去除函數(shù)是否滿足工作需求，若否則重新對(duì)離子源的離子束流進(jìn)行測(cè)量，若是則優(yōu)化結(jié)束。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)鏡面離子束拋光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種夠?qū)ι漕l離子源的工作參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化，根據(jù)待加工表面的誤差分布特征，獲得最優(yōu)去除函數(shù)，提高加工效率及單次加工收斂率的射頻離子源工作參數(shù)優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

目前用于光學(xué)鏡面離子束拋光的離子源主要包括射頻型離子源和考夫曼型離子源，其中射頻離子源工作更穩(wěn)定、性能更優(yōu)越，是最主要的用于光學(xué)加工的離子源。決定其去除函數(shù)特性的工作參數(shù)主要包括：工作氣體流量G、輸出射頻功率W_rf、離子能量電壓V_I、離子加速電壓V_acc、中和電流I、工作距離d以及出射束流口徑D_b。從離子源中出射的離子束流具有一定的空間分布，即在離子源出口前端不同位置處具有不同的離子濃度分布。

調(diào)整射頻離子源的相關(guān)工作參數(shù)，能夠改變離子束流的空間分布，從而改變離子束流對(duì)應(yīng)的去除函數(shù)。不同的光學(xué)表面上誤差分布特征彼此不同，需要針對(duì)誤差特征優(yōu)化去除函數(shù)以提升離子束拋光效率及收斂率，因此離子束拋光前需要對(duì)射頻離子源的工作參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化以獲得最優(yōu)的去除函數(shù)。但是目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)單位設(shè)計(jì)的離子束拋光裝置不能智能優(yōu)化離子源工作參數(shù)，只能憑借操作人員的經(jīng)驗(yàn)判斷設(shè)置操作參數(shù)，在實(shí)際加工過程中優(yōu)化參數(shù)效率很低且操作復(fù)雜。

離子束拋光光學(xué)表面之前需要針對(duì)光學(xué)表面誤差特征進(jìn)行去除函數(shù)優(yōu)化，光學(xué)表面殘差的頻段特征決定了去除函數(shù)半寬尺寸的最佳范圍，同時(shí)，為提升加工效率，加工過程中希望去除函數(shù)的峰值去除率盡量大，加工前需要調(diào)整射頻離子源的工作參數(shù)來控制去除函數(shù)相關(guān)性質(zhì)的變化。但是能夠影響離子源去除函數(shù)性質(zhì)的工作參數(shù)較多，需要逐一優(yōu)化，這一過程往往費(fèi)時(shí)費(fèi)力影響加工效率。現(xiàn)階段以德國(guó)NTG公司系列產(chǎn)品為代表的離子束拋光機(jī)均沒有射頻離子源工作參數(shù)智能優(yōu)化功能，僅依靠操作人員的經(jīng)驗(yàn)選取工作參數(shù)并進(jìn)行優(yōu)化判斷。

本發(fā)明采用的智能優(yōu)化系統(tǒng)能夠?qū)ι漕l離子源的工作參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化，根據(jù)待加工表面的誤差分布特征，獲得最優(yōu)去除函數(shù)，提高加工效率及單次加工收斂率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種夠?qū)ι漕l離子源的工作參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)優(yōu)化，根據(jù)待加工表面的誤差分布特征，獲得最優(yōu)去除函數(shù)，提高加工效率及單次加工收斂率的射頻離子源工作參數(shù)優(yōu)化方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種射頻離子源工作參數(shù)優(yōu)化方法，用于離子源對(duì)光學(xué)鏡面進(jìn)行離子束拋光，包括如下步驟：

步驟(1)：獲取光學(xué)鏡面誤差信息，并確定去除函數(shù)最優(yōu)半寬尺寸；

步驟(2)：選擇離子源前端出口尺寸，并以此進(jìn)行離子源的其他工作參數(shù)的優(yōu)化；

步驟(3)：通過法拉第杯對(duì)離子源的離子束流進(jìn)行測(cè)量；

步驟(4)：控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整射頻電源功率和工作氣體流量，其中控制系統(tǒng)與離子源連接并用于控制離子源的射頻電源功率和工作氣體流量；

步驟(5)：控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整離子源工作參數(shù)；

步驟(6)：固定上述離子源工作參數(shù)，進(jìn)行法拉第杯掃描；

步驟(7)：通過法拉第杯掃描計(jì)算得到去除函數(shù)信息；