[發明專利]基于面形誤差頻段的脈沖控制可調束徑的離子束加工方法

有效

• 申請號: 202011267698.5
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112428026B
• 公開（公告）日: 2022-03-11
• 發明（設計）人: 田野;石峰;周光奇;宋辭;鐵貴鵬;周港
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B13/00
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

1.一種基于面形誤差頻段的脈沖控制可調束徑的離子束加工方法，其特征在于，包括：

1)提取光學加工系統的去除函數模型，得到不同束徑d下的去除函數R(x,y)；

2)提取被加工元件的初始面形誤差，確定被加工元件的去除量函數H(x,y)；

3)對被加工元件的初始面形誤差進行誤差解算得到誤差頻段分布，根據誤差頻段分布中的誤差頻段進行分級，并針對每一級誤差頻段確定具備修形能力的目標束徑d；

4)將被加工元件劃分網格，根據去除量函數H(x,y)得到任意第i個網格(x_i,y_i)的去除量H(x_i,y_i)，并確定該網格(x_i,y_i)的對應的目標束徑d_i；根據去除量H(x_i,y_i)、目標束徑d_i下的去除函數R(x,y)解算出在網格(x_i,y_i)的駐留時間t(x_i,y_i)；

5)通過光學加工系統依次對被加工元件的各個網格(x_i,y_i)基于目標束徑d_i和駐留時間t(x_i,y_i)進行修形；

6)判斷被加工元件加工后的面形是否達到要求，若未達到要求，則跳轉執行步驟2)以繼續迭代加工；否則，結束并退出；

所述光學加工系統為雙柵離子光學加工系統，步驟1)提取光學加工系統的去除函數模型時還包括確定雙柵離子光學加工系統的屏柵電壓E的幅值、去除函數R(x,y)的束徑d之間的映射關系，所述屏柵電壓E為脈沖電壓信號；步驟4)解算出在網格(x_i,y_i)的駐留時間t(x_i,y_i)后還包括確定駐留時間t(x_i,y_i)對應的占空比D_i；步驟5)中針對任意網格(x_i,y_i)基于目標束徑d_i和駐留時間t(x_i,y_i)進行修形的步驟包括：

5.1)判斷網格(x_i,y_i)是否需要修形，若不需要修形，則控制雙柵離子光學加工系統的屏柵電壓E為低電平，使得雙柵離子光學加工系統的離子源在此位置不引出離子束流，則按照指定的運動速度運動到下一個網格，結束并退出；若需要修形，則跳轉執行下一步；

5.2)控制雙柵離子光學加工系統的屏柵電壓E為占空比D_i的高電平，且屏柵電壓E的幅值、目標束徑d_i滿足屏柵電壓E的幅值、去除函數R(x,y)的束徑d之間的映射關系，使得雙柵離子光學加工系統的離子源在此位置引出對網格(x_i,y_i)具備修形能力的離子束流，且在完成加工后按照指定的運動速度運動到下一個網格。

2.根據權利要求1所述的基于面形誤差頻段的脈沖控制可調束徑的離子束加工方法，其特征在于，步驟3)中根據誤差頻段分布中的誤差頻段進行分級時，分級得到的多級誤差頻段包括誤差低頻段、誤差中頻段和誤差高頻段。

3.根據權利要求1所述的基于面形誤差頻段的脈沖控制可調束徑的離子束加工方法，其特征在于，步驟4)中將被加工元件劃分網格具體是指將被加工元件的整個面形劃分為n個邊長為a的正方形網格。

4.一種光學加工系統，其特征在于，包括雙柵離子光學加工系統、脈沖調制器和控制單元，所述控制單元的控制信號輸出端通過脈沖調制器與雙柵離子光學加工系統的屏柵的脈沖電壓控制端相連，所述控制單元被編程或配置以執行權利要求1～3中任意一項所述基于面形誤差頻段的脈沖控制可調束徑的離子束加工方法的步驟。