RU2585010C1 - Plant for double-sided finishing surface of intraocular lenses - Google Patents

Plant for double-sided finishing surface of intraocular lenses Download PDF

Info

Publication number
RU2585010C1
RU2585010C1 RU2014150254/05A RU2014150254A RU2585010C1 RU 2585010 C1 RU2585010 C1 RU 2585010C1 RU 2014150254/05 A RU2014150254/05 A RU 2014150254/05A RU 2014150254 A RU2014150254 A RU 2014150254A RU 2585010 C1 RU2585010 C1 RU 2585010C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iol
ion beam
cartridge
ion
installation according
Prior art date
Application number
RU2014150254/05A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Константин Юрьевич АРУТЮНОВ
Паси Киммо Илари Ялканен
Мартин Фабьен
Антон Борисович Архипов
Дмитрий Давидович Дементьев
Татьяна Леонидовна НАУМИДИ
Original Assignee
Антон Борисович Архипов
Дмитрий Давидович Дементьев
Татьяна Леонидовна НАУМИДИ
Константин Юрьевич АРУТЮНОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Антон Борисович Архипов, Дмитрий Давидович Дементьев, Татьяна Леонидовна НАУМИДИ, Константин Юрьевич АРУТЮНОВ filed Critical Антон Борисович Архипов
Priority to RU2014150254/05A priority Critical patent/RU2585010C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2585010C1 publication Critical patent/RU2585010C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to technology of high-accurate processing of ophthalmic implants optical surface. Technical result is achieved using proposed plant for polishing surface of intraocular lens (IOL) optical element with ion beam, containing first source directed ion beam arranged in vacuum chamber, IOL holder with scanning mechanism mounted on way of ion beam, and control facilities. At that, plant includes second source of directed ion beam, mounted in vacuum chamber opposite and coaxially with first source, connected with scanning beams in two mutually perpendicular directions, and refrigerating device with heat shield. At that, heat shield is U-shaped plate with coaxial through holes in wide walls secured relative to walls of vacuum chamber and arranged on one axis with sources of ion beams and said through holes in walls. IOL holder is made in form of split cassette with cells for attachment of single IOL with IOL perimeter masking facilities. At that, cartridge is made with possibility of action of ion beams on both optical surfaces of IOL, and located between wide walls of heat shield with gap and coupled with drive. Drive is made with possibility of moving IOL to be polished in ion beams exposure area, subsequent oscillating rotary scanning of cartridge around vertical axis during action of ion beams, and upon reaching of specified integrated exposure dose ions - movement in zone of ion beams action of next IOL subject to polishing.
EFFECT: higher efficiency of apparatus for finish polishing of IOL optical element surface from polymer material.
11 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологии сверхточной обработки оптической поверхности офтальмологических имплантатов.The invention relates to mechanical engineering, namely to the technology of ultra-precise processing of the optical surface of ophthalmic implants.

Как известно, интраокулярная линза (ИОЛ) предназначена для оптической коррекции зрения путем хирургической имплантации внутрь глаза. Оптический элемент представляет собой формирующую изображение линзу с диаметром, как правило, порядка 6 мм и толщиной около 0,7 мм. Оптический элемент ИОЛ непосредственно граничит с опорной периферической частью - гаптическим элементом (гаптикой), выполняющим функцию крепления ИОЛ в определенном месте глаза. Гаптика современных ИОЛ может быть выполнена как из того же самого, что и оптический элемент ИОЛ, материала, так и из отличающегося от оптического элемента материала. Главной функцией гаптики является надежная и устойчивая фиксация ИОЛ при ее имплантации. Кроме механической надежности, биосовместимости и необходимых упругих свойств, никаких особых требований к гаптике не предъявляется.As is known, an intraocular lens (IOL) is intended for optical vision correction by surgical implantation inside the eye. The optical element is an image forming lens with a diameter of, as a rule, about 6 mm and a thickness of about 0.7 mm. The optical element of the IOL directly borders on the supporting peripheral part - the haptic element (haptics), which performs the function of attaching the IOL in a specific place in the eye. The haptic of modern IOLs can be made both from the same as the optical element of the IOL, the material, and from a material different from the optical element. The main function of the haptic is a reliable and stable fixation of the IOL during its implantation. In addition to mechanical reliability, biocompatibility and the necessary elastic properties, no special requirements for the haptic are presented.

В отличие от гаптики, требования к качеству оптического элемента ИОЛ существенно выше. Особое внимание уделяется качеству полировки ИОЛ при сохранении заданной формы и, естественно, биосовместимости как самого материала линзы, так и всего процесса изготовления. В настоящий момент наиболее перспективным методом, используемым ведущими производителями ИОЛ, является точение на станке оптического элемента ИОЛ с дальнейшим вырезанием линзы и гаптики из заготовки. Недостатком этого метода является остаточная шероховатость оптического элемента ИОЛ, являющаяся неизбежным результатом точения резцом. После такой обработки на поверхности линзы остаются «концентрические ступеньки», высота которых даже у лучших мировых производителей может достигать 50-70 нм. Указанная шероховатость не влияет на оптические свойства линзы, т.к. длина волны видимого света в несколько раз больше, но является крайне нежелательной с точки зрения биологической совместимости имплантата. В настоящий момент самым распространенным среди производителей ИОЛ методом дальнейшей (после точения) обработки поверхности является формовка-полировка мелкими абразивными частицами. При этом усредненная шероховатость оптической части ИОЛ может быть снижена до величины Ra, равной 15-20 нм. Недостатком формовки является «скругление» краев ИОЛ, приводящее к изменению оптических параметров линзы и увеличению частоты развития такого осложнения как помутнение задней капсулы (вторичная катаракта), что является крайне нежелательным. Другим потенциально негативным фактором процесса формовки может оказаться химическое взаимодействие абразивных частиц с материалом линзы. Современные ИОЛ изготовляются из сложных многокомпонентных полимеров, требующих исключительно «тонких» воздействий с целью достижения желаемых свойств поверхности, которые не должны приводить к деградации оптических (коэффициент преломления/отражения), механических (шероховатость и эластичность) и химических (биосовместимость, стерильность) параметров. Поэтому особенно перспективным является использование высокотехнологических методов, отвечающих обозначенным критериям.Unlike the haptic, the quality requirements of the optical element of the IOL are significantly higher. Particular attention is paid to the quality of the IOL polishing while maintaining the given shape and, of course, the biocompatibility of both the lens material itself and the entire manufacturing process. Currently, the most promising method used by leading manufacturers of IOLs is turning on the machine the optical element of the IOLs with further cutting of the lens and haptic from the workpiece. The disadvantage of this method is the residual roughness of the optical element of the IOL, which is the inevitable result of turning with a cutter. After such processing, “concentric steps” remain on the lens surface, the height of which even with the best world manufacturers can reach 50-70 nm. The indicated roughness does not affect the optical properties of the lens, because the wavelength of visible light is several times longer, but is extremely undesirable from the point of view of the biological compatibility of the implant. At present, the most common method among IOL manufacturers for further (after turning) surface treatment is molding and polishing with small abrasive particles. In this case, the average roughness of the optical part of the IOL can be reduced to a value of Ra equal to 15–20 nm. The disadvantage of molding is the "rounding" of the edges of the IOL, leading to a change in the optical parameters of the lens and an increase in the frequency of development of such complications as clouding of the posterior capsule (secondary cataract), which is extremely undesirable. Another potentially negative factor in the molding process may be the chemical interaction of the abrasive particles with the lens material. Modern IOLs are made from complex multicomponent polymers requiring exceptionally “thin” impacts in order to achieve the desired surface properties, which should not lead to degradation of optical (refractive index / reflection), mechanical (roughness and elasticity) and chemical (biocompatibility, sterility) parameters. Therefore, the use of high-tech methods that meet the indicated criteria is especially promising.

Известно, что для целей финишной обработки оптических элементов (например, стеклянных или пластиковых линз в очках) может быть использована полировка в пучке кластеризованного газа - gas cluster ion beam (GCIB) (JPH08120470 (A), JAPAN RES DEV CORP, 14.05.1996). Метод предполагает обработку оптического элемента кластерами газообразной двуокиси углерода - достаточно химически активным реагентом. Утверждается, что метод позволяет получить поверхность с исключительно низкой шероховатостью, однако не касается биологической совместимости поверхности после финишной обработки, что является принципально важным элементом производства ИОЛ.It is known that for the purpose of finishing optical elements (for example, glass or plastic lenses with glasses), clustering of a clustered gas can be used - gas cluster ion beam (GCIB) (JPH08120470 (A), JAPAN RES DEV CORP, 05/14/1996) . The method involves the processing of an optical element by clusters of gaseous carbon dioxide - a sufficiently chemically active reagent. It is argued that the method allows to obtain a surface with extremely low roughness, but does not apply to the biological compatibility of the surface after finishing, which is a fundamentally important element in the production of IOLs.

В патенте US 7250197 (В2), Rastogi et al., 31.07.2007, описаны конструктивные элементы устройства для ненаправленной двухсторонней плазмохимической обработки множества ИОЛ тлеющим газовым разрядом: различные крепления, системы транспортировки ИОЛ. Однако эти решения принципиально не могут быть использованы для обработки направленным ионным пучком. Кроме того, отсутствуют средства поддержания заданной температуры ИОЛ при обработке.In the patent US 7250197 (B2), Rastogi et al., July 31, 2007, describes the structural elements of a device for non-directional two-sided plasma-chemical processing of many IOLs by a glow gas discharge: various fasteners, IOL transportation systems. However, these solutions in principle cannot be used for treatment with a directed ion beam. In addition, there are no means to maintain the specified temperature of the IOL during processing.

В заявке (WO 0204196 (A1), Kirkpatrick, 17.01.2002) описана обработка ИОЛ при помощи GCIB с целью уменьшения краевых эффектов и прочих нежелательных оптических искажений. В качестве сопутствующего результата отмечается полировка поверхности ИОЛ на «атомарном уровне», что, по словам авторов, улучшает прилегание поверхности имплантата к капсуле хрусталика и, как следствие, уменьшает вероятность развития вторичной катаракты. Полировка поверхности посредством GCIB уменьшает воспалительную реакцию за счет удаления посторонних микрочастиц с поверхности, оставшихся от предыдущих этапов производства ИОЛ, и снижения ее шероховатости.The application (WO 0204196 (A1), Kirkpatrick, January 17, 2002) describes the processing of IOLs using GCIB in order to reduce edge effects and other undesirable optical distortions. As a concomitant result, IOL surface polishing at the “atomic level” is noted, which, according to the authors, improves the fit of the implant surface to the lens capsule and, as a result, reduces the likelihood of secondary cataracts. Polishing the surface with GCIB reduces the inflammatory response by removing extraneous microparticles from the surface remaining from the previous stages of IOL production and reducing its roughness.

Следует заметить, что в заявках JPH08120470 (А) и WO 0204196 (А1) обработка GCIB производится под малыми углами ±15° к нормали поверхности мишени, и ее движение во время ионной полировки не является принципиально важным. Не конкретизируется температура обрабатываемой линзы, по умолчанию считается равной температуре окружающей среды.It should be noted that in the applications JPH08120470 (A) and WO 0204196 (A1), the GCIB is processed at small angles of ± 15 ° to the normal to the target surface, and its movement during ion polishing is not fundamentally important. The temperature of the processed lens is not specified, by default it is considered equal to the ambient temperature.

Очевидно, что производительность установки возможно увеличить, т.е. сократить время на изготовление одной ИОЛ, если подвергать обработке сразу обе стороны ИОЛ в одном цикле вакуумной откачки, а также использовать большое число одновременно загруженных изделий, которые последовательно перемещают на позицию обработки. Такие решения известны для обработки других оптических элементов, но не касаются производства ИОЛ. Так, описано устройство для двусторонней лазерной обработки пластин в защитном газе (RU 2198082 С2, Пензенский технологический институт, 10.02.2003). Из патента (RU 2157061 С1, ИПТМ РАН, 27.09.2000) известна установка для двусторонней СВЧ-плазменной обработки пластин, реализуемая в одном цикле откачки, однако при этом обработка ведется ненаправленной плазмой, не позволяющей обеспечить низкую шероховатость поверхности. В патенте (US 6750460 В2, Greer, 15.06.2004) описана установка для обработки GCIB серии элементов на подложке, которые по одному последовательно перемещают на позицию обработки для тонкой подстройки параметров этих элементов за счет удаления (или нанесения) материала.Obviously, the installation performance can be increased, i.e. to reduce the time for manufacturing one IOL, if both sides of the IOL are subjected to processing at once in one vacuum pumping cycle, and also a large number of simultaneously loaded products are used that are sequentially moved to the processing position. Such solutions are known for processing other optical elements, but do not relate to the production of IOLs. Thus, a device for double-sided laser processing of plates in a protective gas is described (RU 2198082 C2, Penza Institute of Technology, 10.02.2003). From the patent (RU 2157061 C1, IPTM RAS, 09.27.2000), an installation for two-sided microwave plasma processing of wafers is realized, which is implemented in one pumping cycle, however, the treatment is carried out by an omnidirectional plasma, which does not allow for a low surface roughness. The patent (US 6,750,460 B2, Greer, June 15, 2004) describes an apparatus for processing a series of GCIB elements on a substrate that are successively moved one at a time to the processing position to fine-tune the parameters of these elements by removing (or applying) the material.

Наиболее близким к патентуемой установке является устройство для обработки поверхности ИОЛ ионным пучком, описанное в вышеуказанной заявке (WO 0204196 (A1), Kirkpatrick, 17.01.2002 - прототип), содержащее установленные в вакуумной камере источник ионного пучка, держатель ИОЛ, размещенный на пути пучка и механизм, обеспечивающий перемещение держателя ИОЛ относительно пучка. Перемещение включает вращение держателя вокруг оси пучка и сканирование держателя ИОЛ и ионного пучка по отношению к друг другу. Направление оси ионного пучка составляет угол в пределах ±15° к нормали к плоскости ИОЛ. Обработка состоит в сглаживании задней и/или передней поверхности и внешнего края ИОЛ с использованием GCIB, чтобы уменьшить «эффект края» и в итоге блики, а также предотвратить развитие вторичной катаракты.Closest to the patented installation is a device for treating the surface of an IOL with an ion beam described in the above application (WO 0204196 (A1), Kirkpatrick, 01/17/2002 - prototype) containing an ion beam source installed in a vacuum chamber, an IOL holder placed in the path of the beam and a mechanism for moving the IOL holder relative to the beam. Moving involves rotating the holder around the axis of the beam and scanning the IOL holder and the ion beam with respect to each other. The direction of the axis of the ion beam is an angle within ± 15 ° to the normal to the plane of the IOL. The treatment consists in smoothing the posterior and / or anterior surface and the outer edge of the IOL using GCIB in order to reduce the “edge effect” and, as a result, glare, and also prevent the development of secondary cataract.

Недостатки устройства сводятся к следующему. Низка производительность, т.к., во-первых, в отличие от стандартных источников единично заряженных ионов, полировка при помощи кластерных пучков GCIB происходит медленно. Во-вторых, в камеру загружается только одна ИОЛ и держатель ИОЛ не приспособлен для фиксирования нескольких ИОЛ. В заявке также не обсуждается алгоритм контроля процесса полировки ИОЛ и ионной дозы. Однако к главному недостатку можно отнести обработку ИОЛ при комнатной температуре, поскольку надежно установлено, что при комнатных температурах обработка ИОЛ, например во время точения резцом, приводит к необратимой деградации поверхности за счет процесса полимеризации тонкого приповерхностного слоя, стимулированного локальным разогревом. Собственно, сама идея сверхтонкой полировки ИОЛ после процесса точения отчасти связана именно с необходимостью избавиться от этого негативного явления.The disadvantages of the device are as follows. Low productivity, because, firstly, unlike standard sources of singly charged ions, polishing using cluster beams of GCIB is slow. Secondly, only one IOL is loaded into the chamber and the IOL holder is not adapted to fix several IOLs. The application also does not discuss the algorithm for controlling the process of polishing the IOL and the ion dose. However, the main disadvantage is the treatment of IOL at room temperature, since it has been reliably established that at room temperature the treatment of IOL, for example during cutting by a cutter, leads to irreversible surface degradation due to the polymerization of a thin surface layer stimulated by local heating. Actually, the very idea of ultrafine polishing of the IOL after the turning process is partly connected precisely with the need to get rid of this negative phenomenon.

Таким образом, из уровня техники не известно устройство, позволяющее выполнить двустороннюю финишную обработку поверхности ИОЛ, выполненных из полимерного материала, посредством полировки сканирующим пучком заряженных ионов инертного газа (аргона) при одновременной загрузке большого числа ИОЛ в одном цикле откачки и исключении тепловой деструкции полимера.Thus, the prior art does not know a device that allows two-sided surface treatment of the surface of IOLs made of polymer material by polishing with a scanning beam of charged ions of inert gas (argon) while loading a large number of IOLs in one pumping cycle and eliminating thermal degradation of the polymer.

Настоящее изобретение направлено на устранение указанных недостатков - создание высокопроизводительной установки для финишной обработки поверхности оптического элемента ИОЛ из полимерного материала пучком заряженных ионов инертного газа с обеспечением широкого диапазона угла атаки ионного пучка по отношению к поверхности образца, при обеспечении сложного колебательного движения мишени по отношению к ионному пучку, контроле дозы облучения, нейтрализации зарядов ионов и поддержании оптимальной отрицательной температуры ИОЛ в процессе обработки, что и является техническим результатом изобретения.The present invention is aimed at eliminating these drawbacks - the creation of a high-performance installation for finishing the surface of an optical IOL element from a polymeric material with a beam of charged inert gas ions, providing a wide range of the angle of attack of the ion beam relative to the surface of the sample, while providing complex oscillatory motion of the target relative to the ion beam, controlling the dose of radiation, neutralizing ion charges and maintaining the optimal negative temperature of the IOL in percent sse processing, which is the object of the invention.

Патентуемая установка для полировки ионным пучком поверхности оптического элемента ИОЛ содержит размещенные в вакуумной камере первый источник направленного ионного пучка, держатель ИОЛ с механизмом сканирования, установленный на пути ионного пучка, и средства управления.A patented installation for polishing the surface of an optical element of an IOL by an ion beam contains a first source of a directed ion beam placed in a vacuum chamber, an IOL holder with a scanning mechanism mounted in the path of the ion beam, and control means.

Отличия состоят в том, что установка содержит второй источник направленного ионного пучка, установленный в вакуумной камере встречно и соосно с первым источником, связанные со средствами сканирования пучков в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и холодильное устройство с тепловым экраном. Тепловой экран представляет собой пластину «П»-образной формы с соосными сквозными отверстиями в широких стенках, закрепленную неподвижно относительно стенок вакуумной камеры и размещенную на одной оси с источниками ионных пучков и упомянутыми сквозными отверстиями в стенках, а держатель ИОЛ выполнен в виде разъемной кассеты, имеющей ячейки для крепления единичных ИОЛ со средствами маскирования периметра ИОЛ.The differences are that the installation contains a second source of directional ion beam installed in the vacuum chamber in the opposite direction and coaxially with the first source, associated with means for scanning beams in two mutually perpendicular directions, and a cooling device with a heat shield. The heat shield is a “P” -shaped plate with coaxial through holes in the wide walls, fixed motionless relative to the walls of the vacuum chamber and placed on the same axis as the ion beam sources and said through holes in the walls, and the IOL holder is made in the form of a detachable cartridge having cells for attaching single IOLs with IOL perimeter masking tools.

Кассета выполнена с возможностью воздействия ионными пучками на обе оптические поверхности ИОЛ, расположена между широкими стенками теплового экрана с зазором и связана с приводом. Привод выполнен с возможностью перемещения подлежащей полировке ИОЛ в зону воздействия ионных пучков, последующего колебательно-вращательного сканирования кассеты вокруг вертикальной оси в процессе воздействия ионных пучков, и по достижении заданной интегральной дозы воздействия ионов - перемещения в зону воздействия ионными пучками следующей подлежащей полировке ИОЛ.The cassette is made with the possibility of ion beam impact on both optical surfaces of the IOL, located between the wide walls of the heat shield with a gap and connected to the drive. The drive is made with the possibility of moving the IOL to be polished into the ion beam exposure zone, subsequent vibrational-rotational scanning of the cassette around the vertical axis during ion beam exposure, and upon reaching a predetermined integral dose of ion exposure - moving the next IOL to be polished by the ion beam.

Установка может характеризоваться тем, что содержит связанные с вакуумной камерой шлюзовую камеру для загрузки и предварительного охлаждения кассеты с ИОЛ и разгрузочную камеру, разделенные между собой вакуумными затворами, и двух манипуляторов с держателями для транспортирования кассеты с ИОЛ через упомянутые камеры.The installation can be characterized in that it contains a lock chamber connected to the vacuum chamber for loading and pre-cooling the IOL cartridge and an unloading chamber separated by vacuum locks, and two manipulators with holders for transporting the cartridge with the IOL through the said chambers.

Установка может характеризоваться и тем, что средства управления включают контроллер, блок контроля температуры кассеты, блок контроля дозы облучения электрометрического типа с интегратором, выходами связанные с контроллером, первый, второй и третий входы-выходы которого связаны с приводом, блоком управления вакуумным трактом и контроля вакуума, блоком формирования ионных пучков и контроля плотности тока, вход-выход которого связан с блоком сканирования ионных пучков, выходы которого связаны с источниками ионных пучков, а выход контроллера - с блоком нейтрализации заряда на поверхности ИОЛ.The installation can also be characterized by the fact that the control means include a controller, a cartridge temperature control unit, an electrometric type radiation dose control unit with an integrator, outputs connected to the controller, the first, second and third inputs and outputs of which are connected to the drive, the vacuum path control and monitoring unit vacuum, by the block of formation of ion beams and control of current density, the input-output of which is connected to the scanning unit of ion beams, the outputs of which are connected to sources of ion beams, and the output is controlled by Ller - with a block of charge neutralization on the surface of the IOL.

Установка может характеризоваться также тем, что разъемная кассета состоит из двух ответных скрепляемых между собой металлических пластин, ячейки имеют сквозные отверстия по размеру подлежащей полировке центральной части ИОЛ и выточки в указанных отверстиях для маскирования периферии ИОЛ и гаптики.The installation can also be characterized by the fact that the detachable cassette consists of two reciprocal metal plates fastened together, the cells have through holes in size of the central part of the IOL to be polished and recesses in these holes to mask the periphery of the IOL and haptics.

Установка может характеризоваться, кроме того, тем, что указанные пластины выполнены из электропроводящего материала с высокой теплопроводностью, преимущественно меди, и покрыты слоем материала с низкой работой выхода электронов, преимущественно платиной.The installation can also be characterized by the fact that these plates are made of an electrically conductive material with high thermal conductivity, mainly copper, and coated with a layer of material with a low electron work function, mainly platinum.

Установка может характеризоваться и тем, что ячейки размещены рядами и столбцами при количестве ячеек 50-200, а также тем, что полка пластины «П»-образной формы сообщена через теплопровод с холодильным устройством, установленным вне вакуумной камеры, и представляющим собой сосуд Дюара для жидкого азота.The installation can be characterized by the fact that the cells are arranged in rows and columns with the number of cells 50-200, as well as the fact that the shelf of the “P” -shaped plate is communicated through a heat pipe with a refrigeration device installed outside the vacuum chamber, which is a Duar vessel for liquid nitrogen.

Установка может характеризоваться, кроме того, тем, что блок нейтрализации заряда на поверхности ИОЛ выполнен в виде источника электронов, связанного с накаливаемой нитью, размещенной в вакуумной камере вблизи кассеты, а также тем, что в качестве инертного газа используют аргон и/или гелий и/или неон и/или ксенон, при плотности ионного потока не более 150 мкА/cм2.The installation can be characterized, in addition, by the fact that the block of charge neutralization on the surface of the IOL is made in the form of an electron source associated with an incandescent filament placed in a vacuum chamber near the cartridge, as well as the use of argon and / or helium as an inert gas and / or neon and / or xenon, with an ion flux density of not more than 150 μA / cm 2 .

Установка может характеризоваться также тем, что кассета установлена через электроизолирующую диэлектрическую прокладку на заземленном столике, связанном с приводом, при этом кассета присоединена проводником к входу блока контроля дозы облучения электрометрического типа с интегратором, который содержит средства вычисления интегральной дозы облучения и сравнения с одноименным параметром, определенным предварительно в процессе настройки на эталонных ИОЛ, и выработки сигнала соответствия указанных параметров.The installation can also be characterized by the fact that the cartridge is installed through an insulating dielectric pad on an earthed table connected to the drive, while the cartridge is connected by a conductor to the input of the radiation dose control unit of the electrometric type with an integrator, which contains means for calculating the integral radiation dose and comparison with the same parameter, determined previously in the process of tuning to the reference IOL, and generating a signal of compliance with the specified parameters.

Установка может характеризоваться тем, что привод выполнен с возможностью периодического поступательного перемещения кассеты в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно нормали к оси ионного пучка, и одновременного колебательно-вращательного перемещения кассеты вокруг вертикальной оси на угол, равный ±10-30°, с частотой около 1 Гц.The installation can be characterized by the fact that the drive is made with the possibility of periodic translational movement of the cartridge in the vertical and horizontal planes relative to the normal to the axis of the ion beam, and simultaneous vibrational-rotational movement of the cartridge around the vertical axis by an angle equal to ± 10-30 °, with a frequency of about 1 Hz

В основе изобретения лежат предпосылки и экспериментальные данные установленные заявителем, а также ранее описанные применительно к обработке наноструктур для исследовательских задач (FI122010(B), ARUTYUNOV, 15.07.2011), Appl. Phys. А 79, 1769, (2004); Nanotechnology 19, 055301 (2008). Авторами настоящего изобретения также установлено, что при ионной полировке ИОЛ при подобранных отрицательных температурах деградации поверхности не происходит, что реализуется при помощи глубокого предварительного охлаждения ИОЛ в загрузочной камере и использованиии теплового экрана, окружающего кассету в процессе ионной полировки в основной камере.The invention is based on the premises and experimental data established by the applicant, as well as previously described in relation to the processing of nanostructures for research purposes (FI122010 (B), ARUTYUNOV, July 15, 2011), Appl. Phys. A 79, 1769, (2004); Nanotechnology 19, 055301 (2008). The authors of the present invention also found that during ion-polishing of IOLs at selected negative temperatures, surface degradation does not occur, which is realized by deep preliminary cooling of the IOL in the loading chamber and using a heat shield surrounding the cartridge during ion-polishing in the main chamber.

В дальнейшем описании установки не приводятся конструкции вакуумных загрузочных и разгрузочных шлюзовых камер, и связанной с ними основной камеры, а также компонентов вакуумных систем - затворов, насосов, а также вакууметров, поскольку они не характеризуют существа изобретения, и известны из уровня техники. Так, например, из патента RU 2471015 С2, Эрликон Солар АГ, 27.12.2012, известна вакуумная установка, включающая последовательно размещенные загрузочную, основную и разгрузочную шлюзовые камеры, средства перемещения, обработки и/или транспортирования изделий через камеры, а также средства регулирования расхода газа, давления и пр., однако используемые для иных целей. В заявке (US 6368051 (В2) RAAIJMAKERS, 09.04.2002) описывается вакуумная установка для изготовления устройств, фиксируемых в перемещаемом кассетном держателе.In the further description of the installation, the design of the vacuum loading and unloading lock chambers, and the associated main chamber, as well as the components of the vacuum systems - valves, pumps, and vacuum gauges, are not given, since they do not characterize the essence of the invention, and are known from the prior art. So, for example, from the patent RU 2471015 C2, Oerlikon Solar AG, 12/27/2012, a vacuum installation is known that includes sequentially placed loading, main and unloading lock chambers, means for moving, processing and / or transporting products through the chambers, as well as means for controlling the flow gas, pressure, etc., however used for other purposes. In the application (US 6368051 (B2) RAAIJMAKERS, 04/09/2002) a vacuum installation for manufacturing devices fixed in a movable cassette holder is described.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где:The invention is illustrated in the drawings, where:

фиг. 1 - общий вид установки;FIG. 1 - general view of the installation;

фиг. 2 - конструкция основной камеры;FIG. 2 - design of the main camera;

фиг. 3 - схема перемещения кассеты с ИОЛ относительно экрана, вид сбоку;FIG. 3 is a diagram of a cartridge with an IOL moving relative to the screen, side view;

фиг. 4 - то же, что на фиг. 3, вид спереди;FIG. 4 is the same as in FIG. 3, front view;

фиг. 5 - конструкция разъемной кассеты;FIG. 5 - design of a detachable cartridge;

фиг. 6 - то же, что на фиг. 5, вид пластины с внутренней стороны;FIG. 6 is the same as in FIG. 5 is a view of the plate from the inside;

фиг. 7 - блок-схема установки;FIG. 7 is a block diagram of the installation;

фиг. 8 - блок-схема алгоритма функционирования установки.FIG. 8 is a block diagram of the installation operation algorithm.

Установка для полировки поверхности оптического элемента ИОЛ (фиг. 1-3) содержит шлюзовую камеру 10 для загрузки кассеты с ИОЛ и их предварительного охлаждения, основную камеру 20 для ионной обработки, и разгрузочную камеру 30. Все три камеры разделены между собой вакуумными затворами 11 и 31, через которые кассета с ИОЛ может загружаться или выгружаться при помощи двух манипуляторов 41 и 42.Installation for polishing the surface of the optical element of the IOL (Fig. 1-3) contains a lock chamber 10 for loading the cartridge with IOL and their preliminary cooling, the main chamber 20 for ion processing, and the discharge chamber 30. All three chambers are separated by vacuum shutters 11 and 31, through which the cartridge with the IOL can be loaded or unloaded using two manipulators 41 and 42.

Каждая камера 10, 20, 30 подключена к индивидуальным турбомолекулярным насосам 51, 52, 53 через соответствующие вакуумные затворы 54. Ручные манипуляторы 41 и 42 соединены со штангами 411 и 421, заканчивающимися держателями 43 кассеты 60 с ИОЛ.Each chamber 10, 20, 30 is connected to individual turbomolecular pumps 51, 52, 53 through respective vacuum shutters 54. Manual manipulators 41 and 42 are connected to rods 411 and 421 ending in holders 43 of the IOL cartridge 60.

Камера 10 содержит вакуумные вводы 12 и 13 для крепления твердотельных охлаждающих элементов для охлаждения кассеты 60 с ИОЛ перед загрузкой в основную камеру 20 и загрузочный люк 14. Камера 30 содержит разгрузочный люк 32 для выгрузки кассеты 60. Камеры могут содержать вакуумные вводы и окна 70 для визуализации, диагностики и сервисных работ, конструкция которых известна специалистам.The chamber 10 contains vacuum inlets 12 and 13 for mounting solid-state cooling elements for cooling the IOL cartridge 60 before loading into the main chamber 20 and the loading door 14. The camera 30 contains a discharge door 32 for unloading the cartridge 60. The chambers may include vacuum inlets and windows 70 for visualization, diagnostics and maintenance work, the design of which is known to specialists.

Камера 20 включает два соосно установленных по оси O-O1 источника 21 и 22 пучков ускоренных ионов. На корпусе камеры 20 установлено холодильное устройство 80 и привод 90 для синхронного перемещения кассеты 60 относительно источников 21 и 22. Привод 90 предназначен для обеспечения колебательно-вращательного перемещения кассеты 60 в вертикальной плоскости по отношению к ионным пучкам от источников 21 и 22.The chamber 20 includes two sources 21 and 22 of accelerated ion beams coaxially mounted on the OO axis 1 . A refrigeration device 80 and a drive 90 for synchronously moving the cartridge 60 relative to the sources 21 and 22 are mounted on the camera body 20. The drive 90 is designed to provide vibrational-rotational movement of the cartridge 60 in a vertical plane with respect to ion beams from sources 21 and 22.

На фиг. 2 показана конструкция элементов, находящихся в основной камере 20 ионной обработки. Кассета 60 посредством держателя 43, передаваемая из шлюзовой камеры 10, фиксируется на столике 91, который кинематически связан с приводом 90 посредством передаточного механизма 92. Столик 91 заземлен, а кассета 60 крепится к столику через электроизолирующие диэлектрические прокладки 93 для целей последующего измерения потока ионов.In FIG. 2 shows the construction of elements located in the main ion processing chamber 20. The cassette 60 by means of the holder 43, transmitted from the lock chamber 10, is fixed on the stage 91, which is kinematically connected to the drive 90 through the transmission mechanism 92. The stage 91 is grounded, and the cartridge 60 is attached to the stage through electrically insulating dielectric gaskets 93 for the purpose of subsequent measurement of ion flux.

Кассета 60 по широким плоскостям охвачена тепловым экраном 81, связанным с холодильным устройством 80. На фиг. 2 левая часть экрана 81 условно снята, чтобы показать вид кассеты 60 для ИОЛ 600 со стороны ее широких плоскостей.The cassette 60 is covered over wide planes by a heat shield 81 associated with a refrigeration device 80. In FIG. 2, the left part of the screen 81 is conditionally removed to show the view of the cartridge 60 for the IOL 600 from the side of its wide planes.

Кассета 60 механически не связана с экраном 81 и выполнена с возможностью линейного перемещения внутри указанного экрана (см. фиг. 3, 4), а также колебательного движения вокруг вертикальной оси 61 кассеты. Экран 81 «П»-образной формы выполнен из высокотеплопроводного металла, например меди. Горизонтальная полка 82 экрана имеет тепловой контакт через теплопровод 83 с холодильным устройством 80, которое в простейшем случае представляет дюар, заполняемый жидким азотом. Весь тракт (поз. 80, 81, 82, 83) установлен неподвижно относительно стенок камеры 20. Ширина теплового экрана 81 в горизонтальном направлении выбирается примерно в 4 раза больше, чем ширина кассеты 60, а высота (по вертикали) - примерно в 1,5 раза больше. Экран 81 может иметь толщину 2-3 мм, кассета 60 - толщину 5 мм, зазор между кассетой и экраном - 20-30 мм и подбирается экспериментально из условия, чтобы при колебательно-вращательном перемещении вокруг вертикального направления кассета 60 не соприкасалась с экраном 81.The cartridge 60 is not mechanically connected to the screen 81 and is configured to linearly move within the specified screen (see Fig. 3, 4), as well as oscillatory motion around the vertical axis 61 of the cartridge. The screen 81 "P" -shaped is made of highly conductive metal, such as copper. The horizontal shelf 82 of the screen is in thermal contact through a heat conductor 83 with a refrigeration device 80, which in the simplest case is a duar filled with liquid nitrogen. The entire path (pos. 80, 81, 82, 83) is fixedly mounted relative to the walls of the chamber 20. The width of the heat shield 81 in the horizontal direction is selected approximately 4 times greater than the width of the cassette 60, and the height (vertical) is approximately 1, 5 times more. The screen 81 can have a thickness of 2-3 mm, the cassette 60 is 5 mm thick, the gap between the cassette and the screen is 20-30 mm and is selected experimentally from the condition that the cassette 60 does not come into contact with the screen 81 during vibrational-rotational movement around a vertical direction.

Экран 81 в середине обеих широких стенок имеет два соосных сквозных отверстия 83, размещенные на одной оси O-O1, проходящей через области вывода излучения от источников 21 и 22 пучков ускоренных ионов.The screen 81 in the middle of both wide walls has two coaxial through holes 83 located on the same axis OO 1 passing through the region of radiation output from sources 21 and 22 of accelerated ion beams.

На фиг. 5, 6 показана конструкция кассеты 60. Она состоит из двух ответных частей: пластин 601 и 602, скрепляемых между собой болтами 603. Каждая пластина 601 и 602 содержит множество ячеек 604, образованных сквозными отверстиями 605, в каждой из которых фиксируется единичная ИОЛ 600. Отверстия 605 профилированы и могут иметь два размера: один для центральной части, которая подлежит полировке пучками ионов, а другой - для маскирования периферии ИОЛ и гаптики, которые не предполагается подвергать обработке. Пластины 601 и 602 выполнены из теплопроводного материала с тем, чтобы отвести тепло от ИОЛ в процессе воздействия пучками ионов. Для снижения эффекта накапливаемого на мишени положительного заряда поверхности пластин 601 и 602 могут быть покрыты материалом с низкой работой выхода электронов, например выполнены из меди и покрыты платиной. Учитывая необходимость полирования только центральной части ИОЛ, диаметр отверстий 605 должен соответствовать диаметру указанной центральной части ИОЛ.In FIG. 5, 6 shows the design of the cartridge 60. It consists of two mating parts: plates 601 and 602, fastened together by bolts 603. Each plate 601 and 602 contains many cells 604 formed by through holes 605, in each of which a single IOL 600 is fixed. Holes 605 are profiled and can have two sizes: one for the central part, which is to be polished by ion beams, and the other for masking the periphery of the IOL and haptics, which are not supposed to be processed. Plates 601 and 602 are made of heat-conducting material in order to remove heat from the IOL during exposure to ion beams. To reduce the effect of the positive charge accumulated on the target, the surfaces of the plates 601 and 602 can be coated with a material with a low electron work function, for example, made of copper and coated with platinum. Given the need to polish only the central part of the IOL, the diameter of the holes 605 should correspond to the diameter of the specified central part of the IOL.

Ячейки 604 целесообразно размещать рядами и столбцами для удобства позиционирования приводом с использованием шагового двигателя.Cells 604 are expediently arranged in rows and columns for ease of positioning by the drive using a stepper motor.

На фиг. 7 показана блок-схема системы управления установкой. Контроллер 100 подключен с возможностью обмена информацией к блоку 101 управления вакуумным трактом и контроля величины вакуума, к блоку 102 формирования ионных пучков и контроля плотности тока. Блок 102 подключен к блоку 103 сканирования ионных пучков, выход блока 103 подключен к источникам 21 и 22 пучков ускоренных ионов.In FIG. 7 shows a block diagram of a plant control system. The controller 100 is connected with the possibility of exchanging information with the block 101 control the vacuum path and control the magnitude of the vacuum, to the block 102 of the formation of ion beams and control the current density. Block 102 is connected to block 103 scanning ion beams, the output of block 103 is connected to sources 21 and 22 of accelerated ion beams.

К сигнальным входам контроллера 100 подключен информационный выход блока 104 контроля дозы облучения, выполненный в виде электрометра с интегратором, вход которого через проводник гальванически связан с кассетой 60. Регистрируется ионный ток от положительного заряда, накапливающегося на кассете 60 в процессе ионной обработки, стекающий через электрометр на землю. Блок 104 контролирует плотность потока ионов инертного газа в процессе обработки, его величина порядка 100 мкА/см2, и вычисляет соответствие дозы облучения заданному значению, равному общему заряду ионов инертного газа, определенному в процессе калибровки, для формирования сигнала об окончании обработки единичной ИОЛ.The signal output of the controller 100 is connected to the information output of the radiation dose control unit 104, made in the form of an electrometer with an integrator, the input of which is galvanically connected to the cartridge 60 through the conductor. The ion current from a positive charge that accumulates on the cartridge 60 during ion processing is recorded and flows through the electrometer to the ground. Block 104 controls the inert gas ion flux density during processing, its value is of the order of 100 μA / cm 2 , and calculates the dose of compliance with the set value equal to the total charge of inert gas ions determined during the calibration process to generate a signal about the end of processing of a single IOL.

При поступлении сигнала об окончании обработки единичной ИОЛ контроллер 100 выдает управляющий сигнал на двухкоординатный привод 90 для перемещения кассеты 60 в новое положение для экспонирования под ионным пучком следующей ИОЛ.When a signal arrives at the end of the processing of a single IOL, the controller 100 provides a control signal to the two-axis drive 90 to move the cartridge 60 to a new position for exposure of the next IOL under the ion beam.

Для измерения температуры кассеты 60 загруженной ИОЛ 600, служит блок 105 контроля температуры, к входу которого подключен датчик 107 температуры.To measure the temperature of the cartridge 60 of the loaded IOL 600, a temperature control unit 105 is used, to the input of which a temperature sensor 107 is connected.

Для нейтрализации накапливающегося на поверхности ИОЛ положительного заряда, переносимого ионами в процессе функционирования источников 21 и 22, служит блок 106 нейтрализации заряда, вход которого подключен к контроллеру 100, а выход блока 106 - к источнику 108 электронов, выполненному, например, в виде накаливаемой нити, создающей облако отрицательных зарядов. Для этой же цели - устранения положительного заряда - металлический корпус разъемной кассеты может быть покрыт материалом с низкой работой выхода электронов с целью создания облака отрицательных зарядов, нейтрализующих положительный заряд, накапливающийся на кассете в процессе ионной обработки.To neutralize the positive charge accumulated on the surface of the IOL transferred by the ions during the operation of sources 21 and 22, a charge neutralization unit 106 is used, the input of which is connected to the controller 100, and the output of block 106 is connected to the electron source 108, made, for example, in the form of a filament creating a cloud of negative charges. For the same purpose - elimination of a positive charge - the metal case of the detachable cartridge can be coated with a material with a low electron work function in order to create a cloud of negative charges that neutralize the positive charge that accumulates on the cartridge during ion processing.

В качестве источников 21 и 22 пучков ускоренных ионов могут использоваться коммерческие ионные пушки, аналогичные, например, описанным в патенте (FI122010(B), ARUTYUNOV, 15.07.2011). В их состав входят упомянутые в данном описании блоки 102 и 103, в связи с чем их структурная схема не раскрывается, а указывается лишь функции. Сечение ионного пучка может варьироваться: в устройствах такого типа гауссова полуширина пучка в области мишени (в данном случае поверхности ИОЛ) обычно составляет от 10 мм до 30 мм.As sources of 21 and 22 beams of accelerated ions, commercial ion cannons can be used, similar to, for example, those described in the patent (FI122010 (B), ARUTYUNOV, July 15, 2011). They include the blocks 102 and 103 mentioned in this description, in connection with which their structural diagram is not disclosed, but only the functions are indicated. The cross section of the ion beam can vary: in devices of this type, the Gaussian half-width of the beam in the target region (in this case, the surface of the IOL) is usually from 10 mm to 30 mm.

Установка функционирует следующим образом (см. фиг. 8).The installation operates as follows (see Fig. 8).

Кассета 60 наполняется ИОЛ 600 и загружается в шлюзовую камеру 10 через люк 14. Камера 10 вакуумируется (Р<1 мбар) и проводится охлаждение кассеты до температуры не выше -70°С посредством твердотельных охлаждающих элементов. Затем кассета 60 транспортируется в основную камеру 20 посредством манипулятора 41, соединенного с держателем 43, и закрепляется на столике 91 через прокладки 93. Проводится совмещение оси O-O1 ионных пучков источников 21, 22 с отверстиями 83 в экране 81 и, соответственно, с отверстиями 605 в кассете 60 для воздействия на обе стороны единичной ИОЛ 600.The cassette 60 is filled with IOL 600 and loaded into the lock chamber 10 through the hatch 14. The chamber 10 is evacuated (P <1 mbar) and the cassette is cooled to a temperature of no higher than -70 ° C using solid-state cooling elements. Then the cassette 60 is transported to the main chamber 20 by means of a manipulator 41 connected to the holder 43 and secured to the stage 91 through gaskets 93. The axis OO 1 of the ion beams of sources 21, 22 is aligned with holes 83 in the screen 81 and, respectively, with holes 605 in the cassette 60 for exposure on both sides of a single IOL 600.

Далее, производится собственно полировка каждой ИОЛ 600, для чего контроллер 100 выдает команды на блок 102 формирования ионных пучков и контроля плотности тока, а также на блок 103 сканирования ионных пучков, осуществляющий электронное управление.Next, the actual polishing of each IOL 600 is performed, for which the controller 100 issues commands to the ion beam forming and current density control unit 102, as well as to the electron beam scanning unit 103, which carries out electronic control.

В процессе ионной полировки ИОЛ, выполненная из полимерного материала, не должна нагреваться выше определенной температуры, зависящей от вида полимера. В противном случае будет наблюдаться недопустимая деструкция материала ИОЛ. Желательно, чтобы в процессе ионной полировки температура ИОЛ не поднималась выше обозначенной оптимальной температуры. Для исключения нагрева ИОЛ в кассете она окружена «П»-образным тепловым экраном 81, термически связанным с холодильным устройством 80, содержащим жидкий азот. Предварительное глубокое охлаждение в загрузочной камере и наличие холодного экрана в основной камере позволяют обеспечить температуру кассеты 60 в диапазоне от -50°С до -20°С, а текущее значение температуры регистрируется датчиком 107 в блоке 105.In the process of ion polishing, an IOL made of a polymer material should not be heated above a certain temperature, depending on the type of polymer. Otherwise, an unacceptable destruction of the IOL material will be observed. It is desirable that during the ion polishing process the temperature of the IOL does not rise above the indicated optimum temperature. To exclude heating of the IOL in the cartridge, it is surrounded by a “P” -shaped heat shield 81 thermally connected to a refrigeration device 80 containing liquid nitrogen. The preliminary deep cooling in the loading chamber and the presence of a cold screen in the main chamber make it possible to ensure the temperature of the cartridge 60 in the range from -50 ° C to -20 ° C, and the current temperature value is recorded by the sensor 107 in block 105.

В процессе полировки каждой единичной ИОЛ кассета 60 посредством механизма 92 привода 90 совершает колебательное вращательное перемещение вокруг вертикального направления 61, показанного стрелкой 62 на фиг. 5, на угол φ, равный ±10-30°, с частотой ~1 Гц в плоскости, перпендикулярной оси O-O1 ионного пучка. Сканирование в двух взаимно перпендикулярных направлениях по отношению к оси О-О1 пучка осуществляется посредством электронного управления отклонением пучка в блоке 103 сканирования.During the polishing process of each individual IOL, the cartridge 60, through the mechanism 92 of the drive 90, oscillates rotationally around the vertical direction 61 shown by arrow 62 in FIG. 5, by an angle φ equal to ± 10-30 °, with a frequency of ~ 1 Hz in a plane perpendicular to the axis OO 1 of the ion beam. Scanning in two mutually perpendicular directions with respect to the beam axis O-O 1 is carried out by electronically controlling the beam deflection in the scanning unit 103.

Процесс полирования ИОЛ непрерывно сопровождается контролем дозы облучения в блоке 104, использующем измерение ионного тока, стекающего с кассеты 60 через электрометр на землю, и интегрированием измеренного ионного тока во времени для определения интегральной дозы ионов. Полировка производится до того момента, пока не будет достигнуто оптимальное значение дозы воздействия, определенное предварительно в процессе настройки установки.The process of polishing the IOL is continuously accompanied by monitoring the dose in block 104, using the measurement of the ion current flowing from the cassette 60 through the electrometer to the ground, and the integration of the measured ion current in time to determine the integral dose of ions. Polishing is carried out until the moment when the optimum value of the exposure dose is reached, which was determined previously in the process of setting up the installation.

По сигналу от блока 104 контроллер 100 подает сигнал управления на привод 90, который перемещает кассету 60 от n-й ИОЛ на следующую позицию к (n+1) ИОЛ, совмещая отверстие 83 в тепловом экране 81 с (n+1) ИОЛ. «П»-образный тепловой экран 81 позволяет избежать повторной «засветки» уже обработанных ИОЛ, а также нежелательного теплового воздействия на полимерное тело самих ИОЛ.Based on the signal from block 104, the controller 100 supplies a control signal to the drive 90, which moves the cartridge 60 from the nth IOL to the next position to the (n + 1) IOL, aligning the hole 83 in the heat shield 81 with the (n + 1) IOL. An “U” -shaped heat shield 81 avoids re-exposure of already-processed IOLs, as well as undesirable thermal effects on the polymer body of the IOLs themselves.

После обработки всех N ИОЛ, число которых может достигать 50-200, находящихся в охлаждаемой кассете 60, блок 102 выключает источники 21, 22, кассета 60 транспортируется манипулятором 42 в разгрузочную камеру 30. В камере 30 температура кассеты 60 поднимается до комнатной температуры за счет теплового излучения от стенок камеры и напуска теплообменного газа. Затем кассета 60 выгружается через люк 32, пластины 601 и 602 кассеты разъединяются и полированные ИОЛ переносятся на следующий этап производства.After processing all N IOLs, the number of which can reach 50-200, located in the cooled cartridge 60, the block 102 turns off the sources 21, 22, the cartridge 60 is transported by the manipulator 42 to the unloading chamber 30. In the chamber 30, the temperature of the cartridge 60 rises to room temperature due to thermal radiation from the walls of the chamber and the inlet of the heat exchange gas. Then the cartridge 60 is unloaded through the hatch 32, the plates 601 and 602 of the cartridge are disconnected and polished IOLs are transferred to the next stage of production.

Блок 101 управления вакуумным трактом и контроля величины вакуума посредством вакуумметров осуществляет управление турбомолекулярными насосами 51, 52, 53, выполняет рутинные операции по перекрытию вакуумных магистралей посредством вакуумных затворов 11, 31 и 54 в заданной последовательности технологических операций полировки ИОЛ при поддержании определенного вакуума и измерении его величины. Каких-либо особенностей, не известных специалисту по вакуумной технике, в этой части установка не имеет.The unit 101 control the vacuum path and control the magnitude of the vacuum through the gauges controls the turbomolecular pumps 51, 52, 53, performs routine operations to block the vacuum lines through the vacuum gates 11, 31 and 54 in a given sequence of technological operations for polishing the IOL while maintaining a certain vacuum and measuring it quantities. The installation does not have any features not known to the specialist in vacuum technology.

Claims (11)

1. Установка для полировки ионным пучком поверхности оптического элемента интраокулярной линзы (ИОЛ), содержащая размещенные в вакуумной камере первый источник направленного ионного пучка, держатель ИОЛ с механизмом сканирования, установленный на пути ионного пучка, и средства управления,
отличающаяся тем, что
содержит второй источник направленного ионного пучка, установленный в вакуумной камере встречно и соосно с первым источником, связанные со средствами сканирования пучков в двух взаимно перпендикулярных направлениях, и холодильное устройство с тепловым экраном, причем
тепловой экран представляет собой пластину «П»-образной формы с соосными сквозными отверстиями в широких стенках, закрепленную неподвижно относительно стенок вакуумной камеры и размещенную на одной оси с источниками ионных пучков и упомянутыми сквозными отверстиями в стенках, а
держатель ИОЛ выполнен в виде разъемной кассеты, имеющей ячейки для крепления единичных ИОЛ со средствами маскирования периметра ИОЛ, при этом
кассета выполнена с возможностью воздействия ионными пучками на обе оптические поверхности ИОЛ, расположена между широкими стенками теплового экрана с зазором и связана с приводом, который выполнен с возможностью перемещения подлежащей полировке ИОЛ в зону воздействия ионных пучков, последующего колебательно-вращательного сканирования кассеты вокруг вертикальной оси в процессе воздействия ионных пучков, и по достижении заданной интегральной дозы воздействия ионов - перемещения в зону воздействия ионными пучками следующей подлежащей полировке ИОЛ.1. Installation for polishing with an ion beam the surface of an optical element of an intraocular lens (IOL), comprising a first source of a directed ion beam placed in a vacuum chamber, an IOL holder with a scanning mechanism mounted in the path of the ion beam, and control means,
characterized in that
contains a second source of directional ion beam installed in the vacuum chamber counterclockwise and coaxially with the first source, associated with means for scanning beams in two mutually perpendicular directions, and a cooling device with a heat shield,
the heat shield is a "P" -shaped plate with coaxial through holes in the wide walls, fixed motionless relative to the walls of the vacuum chamber and placed on the same axis as the ion beam sources and the said through holes in the walls, and
the IOL holder is made in the form of a detachable cassette having cells for attaching single IOLs with means for masking the IOL perimeter, while
the cassette is made with the possibility of ion beam impact on both optical surfaces of the IOL, is located between the wide walls of the heat shield with a gap and is connected to a drive that is capable of moving the IOL to be polished into the ion beam exposure zone, followed by vibrational-rotational scanning of the cassette around the vertical axis in the process of exposure to ion beams, and upon reaching a predetermined integral dose of ion exposure - moving to the zone of exposure to ion beams of the following th polishing IOL. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что содержит связанные с вакуумной камерой шлюзовую камеру для загрузки и предварительного охлаждения кассеты с ИОЛ и разгрузочную камеру, разделенные между собой вакуумными затворами, и двух манипуляторов с держателями для транспортирования кассеты с ИОЛ через упомянутые камеры.2. Installation according to claim 1, characterized in that it comprises a lock chamber connected to the vacuum chamber for loading and pre-cooling the IOL cartridge and an unloading chamber, separated by vacuum shutters, and two manipulators with holders for transporting the cartridge with the IOL through the cameras . 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что средства управления включают контроллер, блок контроля температуры кассеты, блок контроля дозы облучения электрометрического типа с интегратором, выходами связанные с контроллером, первый, второй и третий входы-выходы которого связаны с приводом, блоком управления вакуумным трактом и контроля вакуума, блоком формирования ионных пучков и контроля плотности тока, вход-выход которого связан с блоком сканирования ионных пучков, выходы которого связаны с источниками ионных пучков, а выход контроллера - с блоком нейтрализации заряда на поверхности ИОЛ.3. Installation according to claim 1, characterized in that the control means include a controller, a cartridge temperature control unit, an electrometric type radiation dose control unit with an integrator, outputs connected to the controller, the first, second and third inputs and outputs of which are connected to the drive, the unit control the vacuum path and control the vacuum, the ion beam forming unit and the current density control, the input-output of which is connected to the ion beam scanning unit, the outputs of which are connected to the ion beam sources, and the output is the controller - a unit charge neutralization on the IOL surface. 4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что разъемная кассета состоит из двух ответных скрепляемых между собой металлических пластин, ячейки имеют сквозные отверстия по размеру подлежащей полировке центральной части ИОЛ и выточки в указанных отверстиях для маскирования периферии ИОЛ и гаптики.4. Installation according to claim 1, characterized in that the detachable cartridge consists of two reciprocal metal plates fastened to each other, the cells have through holes in size of the central part of the IOL to be polished and recesses in these holes to mask the periphery of the IOL and haptics. 5. Установка по п. 4, отличающаяся тем, что пластины выполнены из электропроводящего материала с высокой теплопроводностью, преимущественно меди, и покрыты слоем материала с низкой работой выхода электронов, преимущественно платиной.5. Installation according to claim 4, characterized in that the plates are made of an electrically conductive material with high thermal conductivity, mainly copper, and coated with a layer of material with a low electron work function, mainly platinum. 6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что ячейки размещены рядами и столбцами при количестве ячеек 50-200.6. Installation according to claim 1, characterized in that the cells are arranged in rows and columns with the number of cells 50-200. 7. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что полка пластины «П»-образной формы сообщена через теплопровод с холодильным устройством, установленным вне вакуумной камеры, и представляющим собой сосуд Дюара для жидкого азота.7. Installation according to claim 1, characterized in that the shelf of the "P" -shaped plate is communicated through a heat conduit with a refrigeration device installed outside the vacuum chamber, which is a Dewar vessel for liquid nitrogen. 8. Установка по п. 3, отличающаяся тем, что блок нейтрализации заряда на поверхности ИОЛ выполнен в виде источника электронов, связанного с накаливаемой нитью, размещенной в вакуумной камере вблизи кассеты.8. Installation according to claim 3, characterized in that the charge neutralization unit on the surface of the IOL is made in the form of an electron source associated with a filament filament located in a vacuum chamber near the cartridge. 9. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве инертного газа используют аргон и/или гелий и/или неон и/или ксенон при плотности ионного потока не более 150 мкА/cм2.9. Installation according to claim 1, characterized in that argon and / or helium and / or neon and / or xenon are used as an inert gas at an ion flux density of not more than 150 μA / cm 2 . 10. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что кассета установлена через электроизолирующую диэлектрическую прокладку на заземленном столике, связанном с приводом, при этом кассета присоединена проводником к входу блока контроля дозы облучения электрометрического типа с интегратором, который содержит средства вычисления интегральной дозы облучения и сравнения с одноименным параметром, определенным предварительно в процессе настройки на эталонных ИОЛ, и выработки сигнала соответствия указанных параметров.10. Installation according to claim 1, characterized in that the cartridge is installed through an insulating dielectric pad on an earthed table connected to the drive, the cartridge being connected by a conductor to the input of the radiation dose control unit of the electrometric type with an integrator, which contains means for calculating the integral radiation dose and Comparison with the parameter of the same name, which was previously determined in the process of tuning to the reference IOL, and generating a signal of compliance with the specified parameters. 11. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что привод выполнен с возможностью периодического поступательного перемещения кассеты в вертикальной и горизонтальной плоскостях относительно нормали к оси ионного пучка, и одновременного колебательно-вращательного перемещения кассеты вокруг вертикальной оси на угол, равный ±(10-30)°, с частотой около 1 Гц. 11. The installation according to claim 1, characterized in that the drive is made with the possibility of periodic translational movement of the cartridge in vertical and horizontal planes relative to the normal to the axis of the ion beam, and simultaneous vibrational-rotational movement of the cartridge around the vertical axis by an angle equal to ± (10- 30) °, with a frequency of about 1 Hz.
RU2014150254/05A 2014-12-12 2014-12-12 Plant for double-sided finishing surface of intraocular lenses RU2585010C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014150254/05A RU2585010C1 (en) 2014-12-12 2014-12-12 Plant for double-sided finishing surface of intraocular lenses

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014150254/05A RU2585010C1 (en) 2014-12-12 2014-12-12 Plant for double-sided finishing surface of intraocular lenses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2585010C1 true RU2585010C1 (en) 2016-05-27

Family

ID=56095869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014150254/05A RU2585010C1 (en) 2014-12-12 2014-12-12 Plant for double-sided finishing surface of intraocular lenses

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2585010C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002004196A1 (en) * 2000-07-10 2002-01-17 Epion Corporation Improving effectiveness of introaocular lenses by gcib
US6432246B1 (en) * 1988-10-26 2002-08-13 Pharmacia & Upjohn Company Fabrication of an intraocular lens
RU2303961C1 (en) * 2005-10-31 2007-08-10 Закрытое акционерное общество "ИнтраОЛ" Multi-focal intraocular lens and method of manufacture of that lens
WO2008017733A1 (en) * 2006-08-09 2008-02-14 Jyväskylän Yliopisto Ion beam etching method and ion beam etching apparatus
WO2009036373A2 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Exogenesis Corporation Method and system for modifying the wettability characteristics of a surface of a medical device by the application of gas cluster ion beam technology and medical devices made thereby
RU2506163C2 (en) * 2008-10-31 2014-02-10 Джонсон Энд Джонсон Вижн Кэа, Инк. Method and device for moulding ophthalmologic lens with built-in data processor

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6432246B1 (en) * 1988-10-26 2002-08-13 Pharmacia & Upjohn Company Fabrication of an intraocular lens
WO2002004196A1 (en) * 2000-07-10 2002-01-17 Epion Corporation Improving effectiveness of introaocular lenses by gcib
RU2303961C1 (en) * 2005-10-31 2007-08-10 Закрытое акционерное общество "ИнтраОЛ" Multi-focal intraocular lens and method of manufacture of that lens
WO2008017733A1 (en) * 2006-08-09 2008-02-14 Jyväskylän Yliopisto Ion beam etching method and ion beam etching apparatus
WO2009036373A2 (en) * 2007-09-14 2009-03-19 Exogenesis Corporation Method and system for modifying the wettability characteristics of a surface of a medical device by the application of gas cluster ion beam technology and medical devices made thereby
RU2506163C2 (en) * 2008-10-31 2014-02-10 Джонсон Энд Джонсон Вижн Кэа, Инк. Method and device for moulding ophthalmologic lens with built-in data processor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9390947B2 (en) Thermal processing method and thermal processing apparatus for heating substrate, and susceptor
US9916966B1 (en) Apparatus and method for minimizing thermal distortion in electrodes used with ion sources
US20210050177A1 (en) Systems and methods for providing an ion beam
JP6873218B2 (en) Substrate support in millisecond annealing system
US10039935B1 (en) Systems and methods for providing an ion beam
US9937360B1 (en) Systems and methods for providing an ion beam
JP2008243765A (en) Ion implantation apparatus
IL271088A (en) Systems and methods for providing an ion beam
US9343265B2 (en) Charged particle beam irradiation apparatus
US10408680B2 (en) Apparatus for optical emission spectroscopy
US20190108965A1 (en) Systems and methods for providing an ion beam
RU2585010C1 (en) Plant for double-sided finishing surface of intraocular lenses
Franz et al. Ion beam figuring (IBF) solutions for the correction of surface errors of small high performance optics
US20200051797A1 (en) Multicathode Deposition System
JP2020115137A (en) System and method for providing an ion beam
US20190105511A1 (en) Systems and methods for providing an ion beam
KR20170034703A (en) Method and apparatus for thin metal film deposition on a hemisperical resonator
US11501943B2 (en) Systems and methods for providing a beam of charged particles
US11542595B2 (en) Physical vapor deposition system and processes
JP2010116613A (en) Cluster ion-assisted vapor deposition apparatus and method
TWI592975B (en) Method for treating a substrate using a charged particle beam
JP2020115138A (en) System and method for providing ion beam
JP2019533293A (en) Method and apparatus for treating the surface of a substrate using particle beams
SE469501B (en) PROCEDURE AND EQUIPMENT FOR THE PREPARATION OF PIEZOELECTRIC RESONATORS
JP2007273544A (en) Optical instrument with function of removing substance deposited on surface of optical element

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20171213