[發明專利]一種用于光學元件刻蝕加工的掩蔽層制作方法

在審

• 申請號: 202210610892.1
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN114942567A
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 范斌;吳湘;辛強;劉鑫;焦培琦;梁釗宇;邵俊銘;高國涵;毛丹波;殷家家
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G03F1/80
• 分類號: G03F1/80;G03F1/68
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 鄧治平

本發明涉及一種用于光學元件刻蝕加工的掩蔽層制作方法，解決了傳統的光學元件掩蔽層制作方法中，手工裁剪精度低、掩蔽層與工件表面上的掩蔽層區域對準誤差大、手工裁剪及油墨打印的方法難以適用于制作曲面工件掩蔽層的問題。本發明提供的用于光學元件刻蝕加工的掩蔽層制作方法，可以在不使用輔助定位標記的情況下，快速高效地制作光學元件掩蔽層。本發明工藝流程簡單，掩蔽層制作靈活，對準精度高，克服了傳統技術在制作光學元件掩蔽層方面存在對準誤差大、制作效率低、難以適用于制作非平面光學元件掩蔽層的問題。

技術領域

本發明屬于光學元件掩蔽層的加工制造領域，具體涉及一種用于光學元件刻蝕加工的掩蔽層制作方法。

背景技術

在采用刻蝕技術對光學元件進行拋光修形以及局部區域進行材料去除的加工過程當中，通常需要采用掩蔽層來對工件表面進行非刻蝕區域的局部遮擋。在光學元件掩蔽層的制作方法當中，普遍采用設置多個專門設計的輔助定位標記、通過手工裁剪薄膜或者利用油墨打印、并結合肉眼對準或者顯微鏡對準的方法來實現在工件表面的掩蔽層區域上制作掩蔽層。這種方法使得掩蔽層制作工序繁雜，掩蔽層的輪廓尺寸精度低、與掩蔽層區域存在對準誤差大、且不適用曲面工件掩蔽層的制作，進而不利于對各種形狀的光學元件進行高效、高精度地刻蝕加工。

發明內容

本發明要解決的技術問題為：克服傳統的光學元件掩蔽層制作方法存在效率低、對準誤差大、不適用于曲面工件、需要設置多個輔助定位標記所帶來的繁雜工序問題，實現用于光學元件刻蝕加工的掩蔽層高效率、高精度、高通用性的制作加工，本發明提供一種用于光學元件刻蝕加工的掩蔽層制作方法。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案如下：

一種用于光學元件刻蝕加工的掩蔽層制作方法，包括以下步驟：

步驟1：采用干涉儀測量待加工光學元件的面形數據；

步驟2：根據面形數據的三維空間分布對待加工光學元件表面進行刻蝕區域和掩蔽層區域的劃分；

步驟3：根據待加工光學元件表面上劃分的掩蔽層區域計算并生成機器人末端執行裝置的空間行走軌跡點；

步驟4：根據空間行走軌跡點計算并生成機器人末端執行裝置的空間行走路徑軌跡；

步驟5：設定機器人的運動參數，根據空間行走路徑軌跡生成機器人運動代碼；

步驟6：執行機器人運動代碼，機器人末端執行裝置在待加工光學元件表面按照空間行走路徑軌跡進行運動，同時在掩蔽層區域的上方釋放掩蔽層液體材料，使得掩蔽層液體材料對待加工光學元件表面的掩蔽層區域進行覆蓋；

步驟7：對掩蔽層液體材料進行固化，在待加工光學元件表面上形成可用于光學元件刻蝕加工的掩蔽層。

進一步地，步驟1中所述待加工光學元件的材料包括但不限于二氧化硅、微晶玻璃、碳化硅、亞克力、聚酰亞胺、聚對苯二甲酸二甲酯等。

進一步地，步驟1中所述待加工光學元件的面形數據為透射波前誤差或反射波前誤差。

進一步地，步驟3中所述空間行走軌跡點能夠對待加工光學元件表面上的掩蔽層區域進行全范圍的覆蓋。

進一步地，步驟3中所述機器人末端執行裝置是一個被集成于機器人手臂末端，具有能夠自動釋放掩蔽層液體材料功能的裝置，包括但不限于油墨噴涂(射)裝置、輕質圓珠滾印裝置、自動點膠裝置。

進一步地，步驟4中所述機器人末端執行裝置的空間行走路徑軌跡的種類包括但不限于光柵型軌跡、螺旋型軌跡、隨機型軌跡、迷宮型軌跡、自適應軌跡、等高線型軌跡、以及其它通過路徑規劃方法得到的軌跡。

進一步地，步驟4中所述機器人末端執行裝置的空間行走路徑軌跡分布在待加工光學元件表面掩蔽層區域輪廓面的法向正上方，距離工件表面的法向距離為0～5毫米。