CN103268853A - 一种光学元件定量刻蚀及清洗装置 - Google Patents

Abstract

一种光学元件定量刻蚀及清洗装置，涉及一种刻蚀及清洗装置。设有第一直线电机、第二直线电机、支架、底座、刻蚀容器、清洗容器、机械手、数据显示器、超声波传感器、微型水泵、过滤器、喷头、微控制器和超声波发射装置；第一直线电机、第二直线电机、机械手和数据显示器均安装在支架上，支架设于底座上，刻蚀容器和清洗容器置于支架正下方且呈左右设置，超声波传感器安装在刻蚀容器的液仓底部，超声波发射装置安装在清洗容器的液仓底部，清洗容器中安置微型水泵、过滤器和喷头，微型水泵、过滤器和喷头串联连通，超声波传感器信号输出端接微控制器信号输入端，微控制器输出端分别接第一直线电机和第二直线电机，数据显示器与微控制器电连接。

Description

一种光学元件定量刻蚀及清洗装置

技术领域

本发明涉及光学元件，尤其是涉及一种光学元件定量刻蚀及清洗装置。

背景技术

随着强激光领域、光刻领域以及相关光学技术领域的发展，对光学元件的质量要求越来越高，不仅要求其具有很高的表面质量，还要求尽量降低光学元件亚表面损伤(SSD)（张伟,朱健强.固着磨料加工工艺对磷酸盐钕玻璃亚表面缺陷的影响[J].中国激光，2008,35(2):268～272）。降低元件亚表面损伤的前提是对亚表面损伤深度及形貌的有效检测，目前破坏性检测法中的化学蚀刻法应用最为广泛（马彬,沈正祥,张众等.低亚表面损伤石英光学基底的加工和检测技术[J].强激光与离子束,2010,22(9):2181～2185）。

然而，用蚀刻法检测元件亚表面缺陷深度的实验中常用耐蚀刻的光刻胶覆盖部分光学元件，制造刻蚀台阶，测量台阶高度得到亚表面损伤深度。由于贴胶过程全手工操作，易造成贴胶不平整等误差，使蚀刻后的数据可比性差。蚀刻结束后，将光刻胶撕下并测量蚀刻深度及质量，对于较薄的元件，撕胶过程常常造成片子的破裂。此外，蚀刻后部分光刻胶残留在元件表面，且蚀刻和清洗过程需要多次用手接触元件，易引入新的杂质，使实验数据误差严重。本发明提出一种光学元件定量刻蚀及清洗装置，实现刻蚀清洗一体化，避免手直接触碰元件。由超声传感器控制元件的蚀刻深度，根据需要精确调节元件蚀刻部分面积，使实验数据具有可比性，且避免贴胶带来的损伤及杂质，装置操作简单，可有效提高实验效率及精度。

发明内容

本发明的目的在于提供可根据需要精确调节光学元件蚀刻部分面积，消除手工操作及使用光刻胶带来的杂质和误差，有效提高实验效率及精度，并可实现刻蚀清洗一体化的一种光学元件定量刻蚀及清洗装置。

本发明设有第一直线电机、第二直线电机、支架、底座、刻蚀容器、清洗容器、机械手、数据显示器、超声波传感器、微型水泵、过滤器、喷头、微控制器和超声波发射装置；

第一直线电机、第二直线电机、机械手和数据显示器均安装在支架上，支架设于底座上，刻蚀容器和清洗容器置于支架正下方且呈左右设置，超声波传感器安装在刻蚀容器的液仓底部，超声波发射装置安装在清洗容器的液仓底部，清洗容器中安置微型水泵、过滤器和喷头，微型水泵、过滤器和喷头串联连通，超声波传感器信号输出端接微控制器信号输入端，微控制器输出端分别接第一直线电机和第二直线电机，数据显示器与微控制器电连接。

所述机械手上最好安装有元件垫，元件垫可保证机械手与被夹持的光学元件软接触，防止光学元件受伤。

与现有技术比较，本发明的工作原理及有益效果如下：

工作过程中，超声波传感器采集光学元件底部高度数据及刻蚀液液面高度数据，从而得出光学元件浸入蚀刻液部分的高度，与所设置参数进行对比。超声波传感器将信号输入到输出执行元件，第一直线电机带动机械手和光学元件上下移动，直至传感器测得数据为所需值，开始蚀刻过程。数据显示器实时显示光学元件蚀刻高度及蚀刻时间。超声传感器严格控制光学元件浸入蚀刻液中的高度，使每一次蚀刻后数据具有可比性。

当刻蚀完成后，第二直线电机控制机械手夹持光学元件至清洗容器进行清洗，机械手夹持着蚀刻后的光学元件放入纯水中进行清洗，清洗过程中，微型水泵不断抽动纯水上流，并经过过滤器过滤杂质，再将纯水通过喷头喷射在清洗容器中，使清洗容器中的纯水实现循环流动及过滤，有效清洗光学元件表面。清洗容器底部安装有超声波发射装置，可根据要求决定是否启动超声波发射装置进行超声清洗，清洗完毕后取出刻蚀元件，完成蚀刻清洗过程。

由超声传感器控制元件的蚀刻深度，根据需要精确调节元件蚀刻部分面积，使实验数据具有可比性，且避免贴胶带来的损伤及杂质。实现刻蚀清洗一体化，本发明操作简单、安全性高、测得实验数据具有较高精度和可比性。可有效提高实验效率及精度。

附图说明

图1为本发明实施例的结构及刻蚀状态示意图。

图2为本发明实施例的结构及清洗状态示意图。

图3为本发明实施例的清洗容器的纯水循环示意图。

图1～3中，各标记为：

1—直线电机；2—支架；3—直线电机；4—数据显示器；5—刻蚀容器；6—机械手；7—光学元件；8—元件垫；9—过滤器；10—清洗容器；11—微型水泵；12—数据传输线；13—直线电机导线；14—刻蚀液；15—超声波传感器；16—执行元件；17—纯水；18—超声波发射装置；19—底座；20—喷头。

具体实施方式

参见图1～3，本发明实施例设有第一直线电机1、第二直线电机3、支架2、底座19、刻蚀容器5、清洗容器10、机械手6、元件垫8、数据显示器4、超声波传感器15、微型水泵11、过滤器9、喷头20、微控制器16、超声波发射装置18等。

第一直线电机1、第二直线电机3、机械手6和数据显示器4均安装在支架2上。支架2设于底座19上。机械手6上安装元件垫8。刻蚀容器5和清洗容器10置于支架2正下方且呈左右放置，超声波传感器15安装在刻蚀容器5的液仓底部，超声波发射装置18安装在清洗容器10的液仓底部，清洗容器10中安置微型水泵11、过滤器9和喷头20，微型水泵11、过滤器9和喷头20串联连通，超声波传感器15信号输出端接微控制器16信号输入端，微控制器16输出端分别接第一直线电机1和第二直线电机3，数据显示器4与微控制器16电连接。

刻蚀容器5为塑料制品，刻蚀液14为氢氟酸缓冲液，清洗容器10为玻璃制品，内装纯水17。机械手6夹持着光学元件7，机械手6上的元件垫8保证其与光学元件7实现软接触。对超声波传感器15设置合适参数，工作过程中，超声波传感器15采集光学元件7底部高度数据及刻蚀液14液面高度数据，从而得出光学元件7浸入蚀刻液14部分的高度，与所设置参数进行对比。超声波传感器15将信号输入到输出执行元件16，第一直线电机1带动机械手6和光学元件7上下移动，直至传感器15测得数据为所需值，开始蚀刻过程。数据显示器4实时显示光学元件7蚀刻高度及蚀刻时间。超声传感器15严格控制光学元件7浸入蚀刻液14中的高度，使每一次蚀刻后数据具有可比性。

当刻蚀完成后，第二直线电机3控制机械手6夹持光学元件7至清洗容器进行清洗，机械手6夹持着蚀刻后的光学元件7放入纯水17中进行清洗，清洗过程中，微型水泵11不断抽动纯水17上流，并经过过滤器9过滤杂质，再将纯水17通过喷头20喷射在清洗容器中，使清洗容器10中的纯水17实现循环流动及过滤，有效清洗光学元件7表面。清洗容器10底部安装有超声波发射装置18，可根据要求决定是否启动超声波发射装置18进行超声清洗，清洗完毕后取出刻蚀元件7，完成蚀刻清洗过程。

本实施例操作简单，安全性高、测得实验数据具有较高精度和可比性。

Claims (2)

1.一种光学元件定量刻蚀及清洗装置，其特征在于：设有第一直线电机、第二直线电机、支架、底座、刻蚀容器、清洗容器、机械手、数据显示器、超声波传感器、微型水泵、过滤器、喷头、微控制器和超声波发射装置；

第一直线电机、第二直线电机、机械手和数据显示器均安装在支架上，支架设于底座上，刻蚀容器和清洗容器置于支架正下方且呈左右设置，超声波传感器安装在刻蚀容器的液仓底部，超声波发射装置安装在清洗容器的液仓底部，清洗容器中安置微型水泵、过滤器和喷头，微型水泵、过滤器和喷头串联连通，超声波传感器信号输出端接微控制器信号输入端，微控制器输出端分别接第一直线电机和第二直线电机，数据显示器与微控制器电连接。

2.如权利要求1所述的一种光学元件定量刻蚀及清洗装置，其特征在于：所述机械手上安装有元件垫。

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