RU2793080C1 - Method for axisymmetric correction of optical parts of arbitrary shape - Google Patents

Method for axisymmetric correction of optical parts of arbitrary shape Download PDF

Info

Publication number
RU2793080C1
RU2793080C1 RU2022125627A RU2022125627A RU2793080C1 RU 2793080 C1 RU2793080 C1 RU 2793080C1 RU 2022125627 A RU2022125627 A RU 2022125627A RU 2022125627 A RU2022125627 A RU 2022125627A RU 2793080 C1 RU2793080 C1 RU 2793080C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
axis
rotation
optical
axisymmetric
etching
Prior art date
Application number
RU2022125627A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Сергеевич Михайленко
Илья Вячеславович Малышев
Алексей Евгеньевич Пестов
Михаил Николаевич Торопов
Алексей Константинович Чернышев
Николай Иванович Чхало
Original Assignee
Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" (ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" (ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН) filed Critical Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" (ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН)
Application granted granted Critical
Publication of RU2793080C1 publication Critical patent/RU2793080C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: optical technology.
SUBSTANCE: technological process for formation of optical elements from optical materials of a given surface shape. According to the invention, the rotation axis of the optical part is searched both inside the aperture of the part and outside, the global minimum of the surface is found by sorting through positions of the rotation axis available in the setup geometry. An etch profile is calculated for each axis, and then a rotation axis is selected that provides the minimum amount of surface shape error after etching.
EFFECT: invention provides the maximum reduction of the shape error of the surface of the optical part, thereby reducing the processing time of the optical part.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технологическому процессу формирования оптических элементов из оптических материалов, в частности, плавленого кварца, заданной формы поверхности с образующей поверхности, имеющей ось симметрии, проходящую через произвольную точку пространства.The invention relates to a technological process for the formation of optical elements from optical materials, in particular, fused quartz, a given surface shape with a surface generatrix having an axis of symmetry passing through an arbitrary point in space.

Известный метод, обеспечивающий минимальную ошибку формы поверхности оптических элементов при их производстве - притир. Притир осуществляется при контакте заготовки с полировальником по всей ее поверхности, что и обеспечивает наилучшие результаты обработки. Таким методом изготавливаются плоские и сферические оптические элементы достаточно высокого качества - получающееся среднеквадратическое отклонение формы поверхности от расчетной на уровне 10 нм. Но это не удовлетворяет требованиям мягкого рентгеновского (MP) и экстремального ультрафиолетового (ЭУФ) диапазонов длин волн, для которых требуемая точность формы - RMS (root-mean square - среднеквадратическое отклонение) ~0,5-5 нм. Специфика метода (притир осуществляется при вращении полировальника) приводит к тому, что значительную долю в отклонении формы поверхности от расчетной составляют осесимметричные ошибки, требующие последующей коррекции. Более того, для решения широкого круга задач, например, расширения поля зрения оптической системы, требуются поверхности со значительным отклонением профиля от сферы (асферические поверхности). Изготовление таких поверхностей методом притира не представляется возможным. Асферические поверхности формируются в основном путем обработки поверхности малоразмерным режущим инструментом.A well-known method that provides a minimum error in the shape of the surface of optical elements during their production is lapping. Lapping is carried out when the workpiece is in contact with the polishing pad over its entire surface, which ensures the best processing results. This method produces flat and spherical optical elements of sufficiently high quality - the resulting standard deviation of the surface shape from the calculated one is at the level of 10 nm. But this does not satisfy the requirements of the soft x-ray (MP) and extreme ultraviolet (EUV) wavelength ranges, for which the required shape accuracy is RMS (root-mean square - standard deviation) ~ 0.5-5 nm. The specificity of the method (lapping is carried out during the rotation of the polishing pad) leads to the fact that a significant proportion of the deviation of the surface shape from the calculated one is axisymmetric errors that require subsequent correction. Moreover, to solve a wide range of problems, such as expanding the field of view of an optical system, surfaces with a significant profile deviation from a sphere (aspherical surfaces) are required. The manufacture of such surfaces by the lapping method is not possible. Aspherical surfaces are formed mainly by surface treatment with a small cutting tool.

Например, в документах (патент RU 2609610 «Способ формообразования асферических поверхностей крупногабаритных оптических деталей и устройство для его реализации» (опубл. 02.02.2017 г., МПК В24В 13/06); патент US 7164964 «Method for producing an aspherical optical element» (опубл. 16.01.2007 г., МПК G06F 19/00), авторское свидетельство SU 947113 «Способ формообразования поверхностей оптических деталей» (опубл. 30.07.1982 г., МПК С03С 23/00) и CN 101376229 А «Processing method and device for forming aspheric surface part by numerical control tangent line turning method» (опубл. 04.03.2009 г., МПК B24B 13/04)) описываются различные виды режущего или полирующего инструмента и способы контроля, позволяющие создавать асферические оптические элементы как осесимметричные, так и внеосевые. Однако такой подход приводит к значительному ухудшению качества поверхности, из-за биений инструмента и/или детали формируются высокочастотные ошибки формы поверхности (М.Н. Торопов, А.А. Ахсахалян, И.В. Малышев, М.С. Михайленко, А.Е. Пестов, Н.Н. Салащенко, А.К. Чернышов, Н.И. Чхало, «Линзовый корректор волнового фронта для изучения плоских поверхностей», Журнал технической физики, 2021, т. 91, вып.10, с. 1583-1587), что также не позволяет использовать полученные по этой методике оптические элементы в изображающих системах MP и ЭУФ диапазонов длин волн.For example, in documents (patent RU 2609610 "Method for shaping aspherical surfaces of large-sized optical parts and a device for its implementation" (published on February 2, 2017, IPC B24B 13/06); US patent 7164964 "Method for producing an aspherical optical element" (publ. 16.01.2007, IPC G06F 19/00), copyright certificate SU 947113 "Method of shaping the surfaces of optical parts" (publ. 30.07.1982, IPC С03С 23/00) and CN 101376229 A "Processing method and device for forming aspheric surface part by numerical control tangent line turning method” (published on March 4, 2009, IPC B24B 13/04)) describes various types of cutting or polishing tools and control methods that make it possible to create aspherical optical elements, both axisymmetric and and off-axis. However, this approach leads to a significant deterioration in the quality of the surface, due to the beating of the tool and / or workpiece, high-frequency errors in the surface shape are formed (M.N. Toropov, A.A. Akhsakhalyan, I.V. Malyshev, M.S. Mikhailenko, A. E. Pestov, N. N. Salashchenko, A. K. Chernyshov, N. I. Chkhalo, “Lens wavefront corrector for studying flat surfaces”, Journal of Technical Physics, 2021, v. 91, issue 10, p. 1583-1587), which also does not allow the use of optical elements obtained by this technique in imaging systems of the MP and EUV wavelength ranges.

Таким образом, чтобы довести поверхность до требований MP и ЭУФ диапазонов длин волн, приходится проводить финишную коррекцию, что осуществляется методом ионно-пучкового травления (IBF - ion beam figuring). Коррекция осуществляется путем сканирования малоразмерным ионным пучком по поверхности детали. С помощью такого подхода удается получить поверхности с точностью формы по параметру RJV1S на уровне 1 нм и менее (Y. Lu, X. Xie, L. Zhou, Z. Dai, G. Chen, «Improve optics fabrication efficiency by using a radio frequency ion beam figuring tool», Applied Optics, 2017, 56, 260-266; Zhang Y., Fang F., Huang W., Fan W, «Dwell Time Algorithm Based on Bounded Constrained Least Squares Under Dynamic Performance Constraints of Machine Tool in Deterministic Optical Finishing)), International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology, 2021, 8, 1415-1427). Для этих целей используются ионные источники с размером ионного пучка диаметром до нескольких мм и значением ионного тока в пучке до нескольких мА. Например, в патенте CN 105328535 «Nanometer-precision optical curved-face ion beam processing method based on non-linear modeling)) (опубл. 07.11.2017 г., МПК B24B 1/00, B24B 13/00) и в патенте CN 103831675 «Device and method for processing ion beam of large-diameter optical element)) (опубл. 30.03.2016 г., МПК B24B 1/00) предложены алгоритмы расчета процесса коррекции и предложены источники ускоренных ионов, формирующие малоразмерный ионный пучок. Причем в CN 105328535 предлагается задавать диаметр пучка за счет применения обрезающих диафрагм, что не целесообразно, поскольку с уменьшением диаметра отверстия квадратично падает ток ионов и, соответственно, скорость обработки. В патенте CN 103831675 предлагается использовать источник с фокусировкой ионного пучка, что более эффективно, но даже в этом случае скорость обработки поверхности будет очень низкой из-за малого размера ионного пучка и тока ионов. Поэтому такой двухстадийный процесс (механическая асферизация с последующей коррекцией) является чрезвычайно сложным и требующим значительного времени.Thus, in order to bring the surface to the requirements of the MP and EUV wavelength ranges, it is necessary to carry out a finishing correction, which is carried out by the method of ion beam etching (IBF - ion beam figuring). Correction is carried out by scanning with a small-sized ion beam over the surface of the part. Using this approach, it is possible to obtain surfaces with a shape accuracy in the RJV1S parameter of 1 nm or less (Y. Lu, X. Xie, L. Zhou, Z. Dai, G. Chen, "Improve optics fabrication efficiency by using a radio frequency ion beam figuring tool", Applied Optics, 2017, 56, 260-266; Zhang Y., Fang F., Huang W., Fan W, "Dwell Time Algorithm Based on Bounded Constrained Least Squares Under Dynamic Performance Constraints of Machine Tool in Deterministic Optical Finishing)), International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology, 2021, 8, 1415-1427). For these purposes, ion sources with an ion beam size up to several mm in diameter and an ion current in the beam up to several mA are used. For example, in the patent CN 105328535 "Nanometer-precision optical curved-face ion beam processing method based on non-linear modeling)) (published on 07.11.2017, IPC B24B 1/00, B24B 13/00) and in the CN patent 103831675 "Device and method for processing ion beam of large-diameter optical element") (published on March 30, 2016, IPC B24B 1/00), algorithms for calculating the correction process and sources of accelerated ions that form a small-sized ion beam are proposed. Moreover, in CN 105328535 it is proposed to set the beam diameter through the use of cutting diaphragms, which is not advisable, since with a decrease in the hole diameter, the ion current and, accordingly, the processing speed drop quadratically. CN 103831675 proposes to use a focusing ion beam source, which is more efficient, but even then the surface treatment speed will be very slow due to the small size of the ion beam and the ion current. Therefore, such a two-stage process (mechanical aspherization followed by correction) is extremely complex and time-consuming.

Как альтернативная может быть рассмотрена методика асферизации формы поверхности путем нанесения тонкопленочных покрытий на исходно сферическую подложку, выполненную по технологии притира. Например, в патенте US 5745286 «Forming aspheric optics by controlled deposition)) (опубл. 28.04.1998 г., МПК G02B 3/02, G02B 5/10, G02B 005/08, G02B 001/10) предложено наносить такое покрытие методом магнетронного напыления через вращающуюся перед деталью, соосную с ней, фигурную диафрагму. Это хорошо контролируемый процесс, позволяющий создавать точное распределение толщины пленки по поверхности, однако, этот метод обладает рядом недостатков. Во-первых, такой подход применим только при изготовлении подложек для зеркал, преломляющие оптические элементы с его помощью сформировать не получится. Во-вторых, в силу низкой скорости магнетронного напыления удается формировать асферики с перепадом высот не более единиц мкм. В-третьих, из-за сильного разлета потока частиц создать большой градиент толщины вдоль радиуса также очень затруднительно.As an alternative method, the surface shape aspherization method can be considered by applying thin-film coatings on an initially spherical substrate made using the lapping technology. For example, in the patent US 5745286 "Forming aspheric optics by controlled deposition)) (published on April 28, 1998, IPC G02B 3/02, G02B 5/10, G02B 005/08, G02B 001/10) it is proposed to apply such a coating by the method magnetron sputtering through a figured diaphragm rotating in front of the part, coaxial with it. This is a well-controlled process that produces an accurate distribution of film thickness over the surface, however, this method has a number of disadvantages. Firstly, this approach is applicable only in the manufacture of substrates for mirrors; it will not be possible to form refracting optical elements with its help. Secondly, due to the low rate of magnetron sputtering, it is possible to form aspherics with a height difference of no more than a few microns. Thirdly, due to the strong expansion of the particle flow, it is also very difficult to create a large thickness gradient along the radius.

Поэтому в последнее время все чаще предлагают осуществлять асферизацию для оптических систем коротковолнового диапазона длин волн по методике, предложенной в конце XX века (Eisenberg N.P., Carouby R., Broder J, «Aspheric generation on glass by ion beammilling», Proceedings of SPIE, 1988, 1038, 279-287), а именно путем вращения детали позади фигурной диафрагмы, ограничивающей широкий ионный пучок. Существуют источники с очень большими (несколько сотен мА) токами ионов и высокой параллельностью ионного пучка (N.I. Chkhalo, LA. Kaskov, I.V. Malyshev, M.S. Mikhaylenko, A.E. Pestov, V.N. Polkovnikov, N.N. Salashchenko, M.N. Toropov, I.G. Zabrodin, «High-performance facility and techniques for high-precision machining of optical components by ion beams», Precision Engineering, 2017, 48, 338-346), что позволяет проводить значительные съемы материала со скоростью несколько мкм в час и формировать практически сколь угодно большой градиент глубины травления вдоль радиуса. Возникающие при таком методе формирования (вращение вокруг оси симметрии) асферических поверхностей ошибки (ошибки в длительности обработки, в форме и позиционировании диафрагмы) будут иметь значительную осесимметричную составляющую. Такие ошибки могут быть эффективно убраны по этой же методике, если выделить из общей ошибки формы осесимметричную составляющую.Therefore, recently it has been increasingly proposed to carry out aspherization for optical systems in the short-wavelength range of wavelengths according to the method proposed at the end of the 20th century (Eisenberg N.P., Carouby R., Broder J, "Aspheric generation on glass by ion beammilling", Proceedings of SPIE, 1988 , 1038, 279-287), namely, by rotating the part behind the figured diaphragm that limits the wide ion beam. There are sources with very high (several hundred mA) ion currents and high parallelism of the ion beam (N.I. Chkhalo, LA. Kaskov, I.V. Malyshev, M.S. Mikhaylenko, A.E. Pestov, V.N. Polkovnikov, N.N. Salashchenko, M.N. Toropov, I.G. Zabrodin, “High-performance facility and techniques for high-precision machining of optical components by ion beams”, Precision Engineering, 2017, 48, 338-346), which allows significant material removal at a rate of several microns per hour and the formation of an almost arbitrarily large etch depth gradient along radius. The errors arising from this method of formation (rotation around the axis of symmetry) of aspherical surfaces (errors in the processing time, in the shape and position of the diaphragm) will have a significant axisymmetric component. Such errors can be effectively removed by the same technique if the axisymmetric component is separated from the total shape error.

Наиболее близкое по технической сущности изобретение представлено в патенте CN 106736990 «Aspherical ion beam forming device and aspherical ion beam forming method» (опубл. 05.03.2019 г., МПК B24B 13/00), в котором описывается устройство и способ формирования асферических поверхностей ионным пучком. Способ-прототип включает поиск сечения диафрагмы, формирующей профиль ионного пучка, и вращение детали позади этой диафрагмы вокруг оси, являющейся осью симметрии оптической детали. Такой подход является очень перспективным и позволяет получать высококачественные асферические поверхности без формирования высокочастотных ошибок формы. Способ позволяет изготавливать как отражающие, так и преломляющие оптические элементы, поскольку на поверхность заготовки не производится никакого напыления. Недостатком описанного способа является невозможность формировать оптические детали произвольной формы, в том числе внеосевые асферические детали.The invention closest in technical essence is presented in patent CN 106736990 “Aspherical ion beam forming device and aspherical ion beam forming method” (published on 03/05/2019, IPC B24B 13/00), which describes a device and a method for forming aspherical surfaces by ionic beam. The prototype method includes searching for a section of the diaphragm that forms the profile of the ion beam, and rotating the part behind this diaphragm around the axis, which is the axis of symmetry of the optical part. This approach is very promising and makes it possible to obtain high-quality aspherical surfaces without the formation of high-frequency shape errors. The method makes it possible to produce both reflective and refractive optical elements, since no sputtering is performed on the workpiece surface. The disadvantage of the described method is the inability to form optical parts of arbitrary shape, including off-axis aspherical parts.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является разработка способа формирования оптических элементов различной формы путем осесимметричного удаления материала с поверхности оптических элементов широким квазипараллельным ионным пучком через фигурную диафрагму, обеспечивающего минимальный объем ошибки формы поверхности, тем самым уменьшающего время обработки оптической детали.The problem to be solved by this invention is the development of a method for forming optical elements of various shapes by axisymmetric removal of material from the surface of optical elements by a wide quasi-parallel ion beam through a figured diaphragm, providing a minimum amount of error in the surface shape, thereby reducing the processing time of the optical part.

Технический результат достигается за счет того, что разработанный способ осесимметричного удаления материала с поверхности оптических деталей широким квазипараллельным ионным пучком, как и способ-прототип, включает поиск оси вращения оптической детали, расчет сечения формирующей диафрагмы, вращение оптической детали позади этой диафрагмы, формирующей профиль ионного пучка. Новым является то, что производят поиск оси вращения оптической детали как внутри апертуры этой детали, так и вне ее, и расчет профиля травления таким образом, что обеспечивают максимальное уменьшение ошибки формы поверхности оптической детали. Для этого находят глобальный минимум поверхности, перебирают доступные в геометрии установки положения оси вращения, относительно каждой оси вращения разбивают поверхность на концентрические кольца, на каждом кольце вычисляют глубину травления для достижения глобального минимума поверхности, для каждой оси вращения рассчитывают профиль травления и вычисляют объем ошибки формы поверхности после травления, затем выбирают ось вращения, обеспечивающую минимальный объем ошибки формы поверхности после травления.The technical result is achieved due to the fact that the developed method for axisymmetric removal of material from the surface of optical parts by a wide quasi-parallel ion beam, like the prototype method, includes searching for the axis of rotation of the optical part, calculating the section of the forming diaphragm, rotating the optical part behind this diaphragm, which forms the profile of the ion beam. What is new is that the axis of rotation of the optical part is searched both inside the aperture of this part and outside it, and the etching profile is calculated in such a way that the error in the shape of the surface of the optical part is minimized. To do this, the global minimum of the surface is found, the positions of the rotation axis available in the geometry of the rotation axis are sorted, the surface is divided into concentric rings relative to each axis of rotation, the etching depth is calculated on each ring to achieve the global minimum of the surface, the etching profile is calculated for each axis of rotation, and the volume of the shape error is calculated surface after etching, then choose the axis of rotation, providing a minimum amount of error in the shape of the surface after etching.

В частном случае реализации способа для детали произвольной формы находят ось вращения, не проходящую через геометрический центр детали.In a particular case of implementing the method for a part of arbitrary shape, an axis of rotation is found that does not pass through the geometric center of the part.

В другом частном случае для круглой симметричной детали находят ось вращения, проходящую через геометрический центр детали, а осесимметричные составляющие ошибки формы поверхности выделяют с помощью полиномов Цернике.In another particular case, for a round symmetrical part, an axis of rotation is found that passes through the geometric center of the part, and the axisymmetric components of the surface shape error are isolated using Zernike polynomials.

Разработанный способ поясняется следующими фигурами.The developed method is illustrated by the following figures.

На фиг. 1 схематично представлена установка для обработки оптической детали по заявленному способу.In FIG. 1 schematically shows an installation for processing an optical part according to the claimed method.

На фиг. 2 представлено для круглой детали: а) карта ошибок формы поверхности (RMS=38,4 нм), б) осесимметричная часть ошибок формы (RMS=36,0 нм), в) профиль осесимметричной части ошибок формы поверхности, г) фигурная диафрагма для удаления материала с поверхности детали, д) карта ошибок формы поверхности после ионной коррекции (RMS=3,5 нм).In FIG. 2 is presented for a round part: a) map of surface shape errors (RMS=38.4 nm), b) axisymmetric part of shape errors (RMS=36.0 nm), c) profile of axisymmetric part of surface shape errors, d) figured diaphragm for removal of material from the surface of the part, e) map of surface shape errors after ion correction (RMS=3.5 nm).

На фиг. 3 представлено для детали произвольной формы: а) схема способа, б) профиль осесимметричной части ошибок формы, в) фигурная диафрагма для удаления материала с поверхности детали.In FIG. 3 is presented for a part of arbitrary shape: a) scheme of the method, b) profile of the axisymmetric part of the shape errors, c) figured diaphragm for removing material from the surface of the part.

На фиг. 4 представлено в качестве примера для детали прямоугольной формы: а) карта ошибок формы поверхности до ионной коррекции (RMS=102 нм); б) карта ошибок формы поверхности после ионной коррекции (RMS=2,7 нм).In FIG. 4 is presented as an example for a rectangular part: a) map of surface shape errors before ion correction (RMS=102 nm); b) map of surface shape errors after ion correction (RMS=2.7 nm).

Авторами предложен способ коррекции формы поверхности широкоапертурным сильноточным ионным пучком, позволяющий существенно снизить длительность наиболее трудоемкой и времязатратной процедуры - финишной коррекции локальных ошибок формы малоразмерным ионным пучком (IBF). Способ предлагает расчет фигурной диафрагмы, ограничивающей профиль пучка таким образом, чтобы при вращении обрабатываемой детали позади диафрагмы на ее поверхности производился съем материала, заданный рассчитанным профилем.The authors proposed a method for correcting the surface shape with a wide-aperture high-current ion beam, which makes it possible to significantly reduce the duration of the most time-consuming and time-consuming procedure - the final correction of local shape errors with a small-sized ion beam (IBF). The method proposes the calculation of a figured diaphragm that limits the beam profile in such a way that when the workpiece rotates behind the diaphragm, material is removed on its surface, specified by the calculated profile.

В случае круглых деталей, для которых центр осесимметричных ошибок совпадает с центром детали, вращение производят вокруг оси симметрии детали. Профиль травления определяют из карты ошибок формы поверхности. Осесимметричная часть ошибки формы выделяется с помощью обнуления всех неосесимметричных полиномов Цернике, описывающих отклонение формы поверхности от идеальной.In the case of round parts, for which the center of axisymmetric errors coincides with the center of the part, rotation is performed around the axis of symmetry of the part. The etch profile is determined from the surface shape error map. The axisymmetric part of the shape error is extracted by zeroing out all nonaxisymmetric Zernike polynomials that describe the deviation of the surface shape from the ideal one.

В случае деталей произвольной формы, где невозможно однозначно выделить осесимметричную часть ошибки формы поверхности с помощью полиномов Цернике, производится поиск оси вращения, проходящей через произвольную точку пространства, обеспечивающей максимальное уменьшение ошибки формы поверхности. В частном случае поиск осуществляется в пределах возможных перемещений моторизованного столика используемой установки. Авторами использовалась установка, описанная в статье (N.I. Chkhalo, LA. Kaskov, I.V. Malyshev, M.S. Mikhaylenko, A.E. Pestov, V.N. Polkovnikov, N.N. Salashchenko, M.N. Toropov, I.G. Zabrodin «High-performance facility and techniques for high-precision machining of optical components by ion beams», Precision Engineering, 2017, V. 48, p. 338-346). В качестве критерия поиска профиля травления выбрана минимизация остаточного объема материала, который необходимого удалить для доведения формы поверхности до достижения требуемой точности.In the case of parts of arbitrary shape, where it is impossible to unambiguously identify the axisymmetric part of the surface shape error using Zernike polynomials, a search is made for the axis of rotation passing through an arbitrary point in space, which ensures the maximum reduction in the surface shape error. In a particular case, the search is carried out within the limits of possible movements of the motorized table of the used installation. The authors used the setup described in the article (N.I. Chkhalo, L.A. Kaskov, I.V. Malyshev, M.S. Mikhaylenko, A.E. Pestov, V.N. Polkovnikov, N.N. Salashchenko, M.N. Toropov, I.G. Zabrodin “High-performance facility and techniques for high-precision machining of optical components by ion beams", Precision Engineering, 2017, V. 48, p. 338-346). As a criterion for searching for the etching profile, we chose to minimize the residual volume of material that must be removed to bring the surface shape to the required accuracy.

Таким образом, разработанный способ позволяет проводить асферизацию и/или коррекцию профиля поверхности осесимметричных и внеосевых деталей. Работает заявленный способ следующим образом.Thus, the developed method allows for aspherization and/or correction of the surface profile of axisymmetric and off-axis parts. The claimed method works as follows.

Широкоапертурный ионный источник 1 с плоской ионно-оптической системой формирует квазипараллельный пучок ускоренных ионов 2 (фиг. 1). Этот пучок 2, проходя через формирующую профиль ионного пучка диафрагму 3, преобразуется в пучок требуемого сечения 4 и попадает на вращающуюся вокруг некоторой оси оптическую деталь 5, закрепленную на поворотном столике 6. Таким образом, при вращении детали 5 с ее поверхности будет удаляться часть материала, которая представляет собой некоторую фигуру вращения, ограниченную образующей - профилем травления.Wide-aperture ion source 1 with a flat ion-optical system forms a quasi-parallel beam of accelerated ions 2 (Fig. 1). This beam 2, passing through the diaphragm 3 forming the profile of the ion beam, is converted into a beam of the required cross section 4 and falls on the optical part 5 rotating around some axis, fixed on the turntable 6. Thus, when the part 5 rotates, part of the material will be removed from its surface , which is a certain figure of rotation, limited by the generatrix - the etching profile.

Поиск оси вращения оптической детали 5 производят как внутри апертуры этой детали 5, так и за ее пределами. Для детали 5 произвольной формы находят ось вращения, не проходящую через ее геометрический центр. А для круглой симметричной детали 5 находят ось вращения, проходящую через ее геометрический центр, являющейся и осью симметрии такой детали 5.The search for the axis of rotation of the optical part 5 is carried out both inside the aperture of this part 5 and outside it. For a part 5 of arbitrary shape, an axis of rotation is found that does not pass through its geometric center. And for a round symmetrical part 5, an axis of rotation is found that passes through its geometric center, which is also the axis of symmetry of such part 5.

Далее выполняют расчет профиля травления таким образом, чтобы обеспечить максимальное уменьшение ошибки формы поверхности оптической детали 5. Для этого находят глобальный минимум поверхности и перебирают доступные в геометрии установки положения оси вращения. Относительно каждой оси вращения разбивают поверхность на концентрические кольца, на каждом кольце вычисляют глубину травления для достижения глобального минимума поверхности. Для каждой оси вращения рассчитывают профиль травления и вычисляют объем ошибки формы поверхности после травления. Затем выбирают ось вращения, обеспечивающую минимальный объем ошибки формы поверхности после травления.Next, the etching profile is calculated in such a way as to ensure the maximum decrease in the error in the shape of the surface of the optical part 5. To do this, the global minimum of the surface is found and the positions of the rotation axis available in the setup geometry are sorted. With respect to each axis of rotation, the surface is divided into concentric rings, and the depth of etching is calculated on each ring to achieve a global minimum of the surface. For each axis of rotation, an etch profile is calculated and the amount of surface shape error after etching is calculated. Then choose the axis of rotation, providing a minimum amount of error in the shape of the surface after etching.

Профиль травления может быть обусловлен задачей асферизации либо выделен из ошибок формы поверхности, и центр профиля травления может как совпадать с осью симметрии детали 5, так и не совпадать, в общем случае ось вращения может проходить через произвольную точку пространства.The etching profile can be determined by the task of aspherization or extracted from surface shape errors, and the center of the etching profile can either coincide with the axis of symmetry of part 5 or not, in the general case, the rotation axis can pass through an arbitrary point in space.

Алгоритм расчета диафрагмы 3 сводится к поточечной свертке искомого профиля травления и распределения ионного тока в пучке 4.The algorithm for calculating aperture 3 is reduced to pointwise convolution of the desired etching profile and the distribution of the ion current in beam 4.

Figure 00000001
Figure 00000001

где ϕ(r) - функция формы маски в полярных координатах (вектор-столбец радиусов и соответствующих им углов раствора),where ϕ(r) is the mask shape function in polar coordinates (column vector of radii and their corresponding opening angles),

ω - угловая скорость вращения детали 5 в оборотах/минуту (характеристика поворотного столика 6),ω - angular speed of rotation of the workpiece 5 in revolutions/minute (characteristic of the turntable 6),

F(r) - требуемый профиль травления в виде одномерной карты, то есть зависимость глубины травления от радиуса детали 5,F(r) is the required etching profile in the form of a one-dimensional map, that is, the dependence of the etching depth on the radius of part 5,

v(r) - распределение скорости травления, получаемое путем нормировки распределения ионного тока в пучке 4 на скорость травления для данной пары газ-материал мишени.v(r) is the etching rate distribution obtained by normalizing the distribution of the ion current in beam 4 to the etching rate for a given target gas-material pair.

В случае круглой детали 5 профиль травления для коррекции формы поверхности может быть выделен непосредственно из карты ошибок формы, полученной на интерферометре, которую можно представить в виде разложения в ряд по полиномам Цернике. Существуют четные и нечетные многочлены Цернике. Четные многочлены определяют следующим образом:In the case of a round part 5, the etch profile for correcting the surface shape can be extracted directly from the shape error map obtained on the interferometer, which can be represented as a series expansion in Zernike polynomials. There are even and odd Zernike polynomials. Even polynomials are defined as follows:

Figure 00000002
Figure 00000002

Нечетные полиномы определяют как:Odd polynomials are defined as:

Figure 00000003
Figure 00000003

где m и n - целые неотрицательные числа, n>=m,where m and n are non-negative integers, n>=m,

ρ - радиус,ρ - radius,

ϕ - азимутальный угол.ϕ - azimuth angle.

Радиальная часть многочленов определяют следующим образом:The radial part of polynomials is defined as follows:

Figure 00000004
Figure 00000004

Выделяя четные полиномы с m=0, можно описать осесимметричную часть аберрации.By extracting even polynomials with m=0, one can describe the axisymmetric part of the aberration.

В случае элементов с произвольной формой границы разложение по полиномам Цернике является неоднозначным, следовательно, необходимо рассматривать все возможные (в частном случае, реализуемые в пределах установки) траектории движения заготовки в области ионного пучка 4, и найти профиль травления, обработка в соответствии с которым приведет к наилучшему результату. Для оценки качества проводимой обработки необходимо ввести метрику в пространстве решений, которая бы показывала, насколько хорошим является построенное решение. Существует множество вариантов описания качества поверхности, например, по параметру RMS, по построению функции спектральной плотности мощности PSD (power spectral density), и т.д. По каждому из них можно оценивать проводимую обработку и контролировать изменение поверхности. В данном случае используется критерий минимизации объема ошибок формы поверхности.In the case of elements with an arbitrary shape of the boundary, the Zernike polynomial expansion is ambiguous; to the best result. To assess the quality of the processing, it is necessary to introduce a metric in the solution space that would show how good the constructed solution is. There are many options for describing the quality of the surface, for example, by the RMS parameter, by building the power spectral density function PSD (power spectral density), etc. For each of them, it is possible to evaluate the ongoing processing and control the change in the surface. In this case, the criterion for minimizing the volume of surface shape errors is used.

Минимизация объема ошибок формы, остающегося после обработки пучком 4 от широкоапертурного источника 1, приводит к уменьшению времени финишной обработки малоразмерным ионным пучком (методика IBF). Это является разумным, так как локальная коррекция формы малоразмерным ионным пучком позволяет получить поверхность с заданной точностью, но при этом скорость обработки в несколько раз ниже, чем при использовании широкоапертурного источника 1.Minimizing the volume of shape errors remaining after processing by beam 4 from a wide-aperture source 1 leads to a decrease in the time for finishing processing with a small-sized ion beam (IBF method). This is reasonable, since local shape correction by a small-sized ion beam makes it possible to obtain a surface with a given accuracy, but the processing speed is several times lower than when using a wide-aperture source 1.

Карта ошибок формы поверхности задается в формате (x, y, z) на сетке с фиксированным шагом. Таким образом, объемом карты ошибок формы поверхности можно считать сумму значений высот на карте ошибок формы поверхности относительно уровня самой низкой точки (глобального минимума поверхности), умноженную на площадь одной ячейки координатной сетки.The surface shape error map is specified in the format (x, y, z) on a grid with a fixed step. Thus, the volume of the surface shape error map can be considered the sum of the height values on the surface shape error map relative to the level of the lowest point (the global minimum of the surface), multiplied by the area of one grid cell.

Figure 00000005
Figure 00000005

где Hi - значение ошибки поверхности в i-ой точке,where H i is the value of the surface error at the i-th point,

Hms - глобальный минимум на карте поверхности,H ms - global minimum on the surface map,

Sячейки - площадь одной ячейки координатной сетки.S cells - the area of one cell of the coordinate grid.

При осесимметричной обработке материал, удаленный с поверхности в ходе травления, описывается фигурой вращения. Это значит, что глубина травления в конкретной точке поверхности зависит от радиуса, на котором находится данная точка относительно оси вращения, и не зависит от угла.In axisymmetric processing, the material removed from the surface during etching is described by a figure of rotation. This means that the depth of etching at a particular point on the surface depends on the radius at which the given point is located relative to the axis of rotation, and does not depend on the angle.

Рассмотрим случай, когда профиль травления Н(r) задается следующим образом:Consider the case when the etch profile H(r) is given as follows:

Figure 00000006
Figure 00000006

В таком случае травление будет происходить только в пределах кольца с внутренним радиусом r0, и внешним радиусом r0+δr. В ходе такой обработки будет произведен равномерный съем материала по всей площади кольца на глубину X.In this case, etching will occur only within the ring with an inner radius r 0 and an outer radius r 0 +δr. During such processing, material will be removed evenly over the entire area of the ring to a depth of X.

Запишем изменение объема поверхности в зависимости от глубины травления X. Можно выделить два случая: меняется глобальный минимум поверхности или нет, формулы (7) и (8) соответственно.Let us write down the change in the surface volume depending on the etching depth X. Two cases can be distinguished: the global minimum of the surface changes or not, formulas (7) and (8), respectively.

Если глубина травления X оказывается меньше разности минимального значения на кольце Hmr и глобального минимума поверхности Hms:If the etch depth X is less than the difference between the minimum value on the ring H mr and the global minimum of the surface H ms :

X<(Hmr-Hms), то есть глобальный минимум не меняется, тоX<(H mr -H ms ), that is, the global minimum does not change, then

Figure 00000007
Figure 00000007

Если же Х>(Hmr-Hms), то есть глобальный минимум меняется, тоIf X>(H mr -H ms ), that is, the global minimum changes, then

Figure 00000008
Figure 00000008

где V0 - объем карты поверхности до травления,where V 0 is the volume of the surface map before etching,

V - объем карты поверхности после травления,V is the volume of the surface map after etching,

Х - глубина травления на кольце,X - etching depth on the ring,

Sкольца - площадь кольца,S of the ring - the area of the ring,

Sповерхности - площадь всей поверхности,S of the surface - the area of the entire surface,

Hmr - минимальное значение ошибки формы поверхности на кольце,H mr - minimum value of the surface shape error on the ring,

Hms - минимальное значение ошибки формы всей поверхности.H ms - the minimum value of the shape error of the entire surface.

То есть при травлении на кольце на глубину, которая оказывается ниже глобального минимума всей поверхности, происходит замена этого глобального минимума, и оставшийся объем на карте ошибок начинает увеличиваться.That is, when etching on the ring to a depth that is below the global minimum of the entire surface, this global minimum is replaced, and the remaining volume on the error map begins to increase.

Раскроем скобки в уравнении (8) и получим уравнение (9):Let's open the brackets in equation (8) and get equation (9):

Figure 00000009
Figure 00000009

Из этого уравнения можно видеть, что при условии Sповерхности>2 * Sкольца объем будет увеличиваться с ростом X. За счет того, что δr может быть взят произвольно малым, мы можем выполнить условие малости площади кольца по сравнению с площадью всей поверхности для любого r0.It can be seen from this equation that under the condition S of the surface >2 * S of the ring, the volume will increase with increasing X. Due to the fact that δ r can be taken arbitrarily small, we can satisfy the condition that the area of the ring is small compared to the area of the entire surface for any r 0 .

Figure 00000010
стремится к 0 при δr стремящимся к 0.
Figure 00000010
tends to 0 as δr tends to 0.

Таким образом, для достижения наилучшего результата (минимизации объема карты ошибок формы поверхности) необходимо, чтобы после обработки минимальное значение на каждом из радиусов равнялось минимальному значению на всей поверхности (10).Thus, to achieve the best result (minimizing the volume of the surface shape error map), it is necessary that after processing the minimum value on each of the radii is equal to the minimum value on the entire surface (10).

Figure 00000011
Figure 00000011

Таким образом, алгоритм поиска оси вращения и профиля травления для деталей выглядит следующим образом:Thus, the algorithm for finding the axis of rotation and the etching profile for parts is as follows:

- находят глобальный минимум поверхности,- find the global minimum of the surface,

- перебирают возможные оси вращения, в частном случае, оси вращения, доступные в геометрии установки,- iterate over the possible axes of rotation, in particular, the axes of rotation available in the installation geometry,

- разбивают поверхность на концентрические кольца относительно каждой оси вращения,- break the surface into concentric rings about each axis of rotation,

- на каждом кольце находят глубину травления для достижения глобального минимума поверхности,- on each ring find the depth of etching to achieve a global minimum surface,

- для каждой оси вращения рассчитывают профиль травления и вычисляют объем ошибки формы поверхности после травления,- for each axis of rotation, the etch profile is calculated and the amount of surface shape error after etching is calculated,

- выбирают ось вращения, обеспечивающую минимальный объем ошибки формы поверхности после травления.- choose the axis of rotation, providing a minimum amount of error in the shape of the surface after etching.

Этот же подход справедлив для формирования внеосевых асферических элементов или оптических элементов круглой формы, где невозможно выделить осесимметричную составляющую ошибку формы поверхности. В первом случае ось вращения и профиль травления будет наперед задан (рассчитанный профиль асферизации оптического элемента из задачи асферизации). Во втором случае поиск оси вращения осуществляется также по описанному выше алгоритму.The same approach is valid for the formation of off-axis aspherical elements or circular optical elements, where it is impossible to isolate the axisymmetric component of the surface shape error. In the first case, the axis of rotation and the etching profile will be predetermined (calculated aspherization profile of the optical element from the aspherization problem). In the second case, the search for the axis of rotation is also carried out according to the algorithm described above.

По предлагаемому способу авторами были изготовлены две детали: круглая, представленная на фиг. 2, и деталь произвольной формы (фиг. 3).According to the proposed method, the authors made two parts: round, shown in Fig. 2 and a free-form detail (FIG. 3).

На фиг. 2 представлена подложка зеркала-коллектора. Для обеспечения расчетного размера пятна фокусировки от источника размером 50 мкм аберрационные искажения волнового фронта по параметру RMS должны быть не более 5 нм. Исходные ошибки формы составляли RMS=38,4 нм (фиг. 2а). Обработка малоразмерным ионным пучком такой поверхности по расчету занимает около 38 часов. Время коррекции формы широкоапертурным пучком 4 через диафрагму 3 составило 36 мин. На фиг. 2г представлена фигурная диафрагма 3, через которую проходил пучок ускоренных ионов 2, и на деталь 5 попадал пучок требуемого сечения 4. Для круглой детали 5 ось вращения (центр вращения 7) проходит через геометрический центр детали 5. Финишная коррекция малоразмерным ионным пучком для достижения требуемых параметров составила 3,5 часа. Таким образом, суммарное время обработки детали 5 было уменьшено почти в 10 раз с 38 часов до 4 часов. После коррекций (одной осесимметричной широкоапертурным ионным пучком и двух локальных малоразмерным ионным пучком) формы поверхности зеркала ошибки волнового фронта были уменьшены до RMS ~ 3,5 нм (фиг. 2д).In FIG. 2 shows the substrate of the collector mirror. To ensure the calculated size of the focusing spot from a source with a size of 50 μm, the aberrational distortions of the wave front in terms of the RMS parameter should be no more than 5 nm. Initial shape errors were RMS=38.4 nm (FIG. 2a). The processing of such a surface by a small-sized ion beam, according to the calculation, takes about 38 hours. The time of shape correction by wide-aperture beam 4 through diaphragm 3 was 36 min. In FIG. Figure 2d shows a figured diaphragm 3 through which a beam of accelerated ions 2 passed, and a beam of the required cross section 4 fell on part 5. For a round part 5, the axis of rotation (center of rotation 7) passes through the geometric center of part 5. parameters was 3.5 hours. Thus, the total processing time for part 5 was reduced by almost 10 times from 38 hours to 4 hours. After corrections (one axisymmetric by a wide-aperture ion beam and two local small-sized ion beams) of the mirror surface shape, the wavefront errors were reduced to RMS ~ 3.5 nm (Fig. 2e).

На фиг. 3 представлена деталь 5 произвольной формы Si<110> кристалл монохроматор для синхротрона ESRF (габаритные размеры 80×30×30 мм, рабочая область поверхности 75×25 мм). Углы падения излучения на поверхность элемента лежат в пределах 0,5° от поверхности (скользящее падение). В данном случае на поверхности нужно минимизировать угловой RMS (разброс углов от плоскости). Исходные параметры: RMS ~ 15 μrad (что соответствует RMS ~ 100 нм). Требования: RMS ~ 0,2 μrad (то есть RMS ~ 6 нм). Таким образом, необходимо уменьшить RMS поверхности с ~100 нм до ~6 нм. Обработка поверхности малоразмерным ионным пучком такой поверхности по расчету занимает ~22 часа. Время коррекции формы через диафрагму 3 широкоапертурным пучком 4 составило 105 мин. При этом расчетный центр вращения 7 находился вне детали 5 (см. фиг. 3a). Деталь 5 в ходе обработки вращается вокруг центра вращения 7 и находится внутри кольца ограниченного радиусами Rmin и Rmax (Rmin - минимальное расстояние от центра вращения 7 до края детали 5, Rmax - максимальное расстояние от центра вращения 7 до крайней точки детали 5). Финишная коррекция малоразмерным ионным пучком для достижения требуемых параметров заняла 3,5 часа. Таким образом, суммарное время обработки детали 5 было уменьшено почти в 4 раза с 22 часов до 5 часов 15 мин. После коррекций (одной осесимметричной широкоапертурным ионным пучком и трех локальных малоразмерным ионным пучком) ошибки формы поверхности уменьшены до RMS ~ 2,7 нм (фиг. 4).In FIG. Figure 3 shows detail 5 of arbitrary shape Si<110> crystal monochromator for the ESRF synchrotron (overall dimensions 80×30×30 mm, working surface area 75×25 mm). The angles of incidence of radiation on the surface of the element lie within 0.5° from the surface (grazing incidence). In this case, the angular RMS (angle spread from the plane) should be minimized on the surface. Initial parameters: RMS ~ 15 μrad (corresponding to RMS ~ 100 nm). Requirements: RMS ~ 0.2 μrad (i.e. RMS ~ 6 nm). Thus, it is necessary to reduce the surface RMS from ~100 nm to ~6 nm. Surface treatment of such a surface with a small-sized ion beam, according to the calculation, takes ~22 hours. The time for correcting the shape through diaphragm 3 with wide-aperture beam 4 was 105 min. In this case, the calculated center of rotation 7 was outside the part 5 (see Fig. 3a). Part 5 during processing rotates around the center of rotation 7 and is inside the ring limited by radii Rmin and Rmax (Rmin is the minimum distance from the center of rotation 7 to the edge of part 5, Rmax is the maximum distance from the center of rotation 7 to the extreme point of part 5). Finishing correction with a small-sized ion beam took 3.5 hours to achieve the required parameters. Thus, the total processing time for part 5 was reduced by almost 4 times from 22 hours to 5 hours and 15 minutes. After corrections (one axisymmetric with a wide-aperture ion beam and three local small-sized ion beams), the surface shape errors were reduced to RMS ~ 2.7 nm (Fig. 4).

Таким образом, предложенный способ позволяет обрабатывать оптические детали произвольной формы путем осесимметричного удаления материала с поверхности оптических элементов широким квазипараллельным ионным пучком через фигурную диафрагму. Разработанный способ обеспечивает значительное сокращение времени обработки оптической детали и минимизацию объема ошибки формы поверхности.Thus, the proposed method makes it possible to process optical parts of arbitrary shape by axisymmetric removal of material from the surface of optical elements with a wide quasi-parallel ion beam through a figured diaphragm. The developed method provides a significant reduction in the processing time of the optical part and minimization of the surface shape error.

Claims (3)

1. Способ осесимметричного удаления материала с поверхности оптических деталей широким квазипараллельным ионным пучком, включающий поиск оси вращения оптической детали, расчет сечения формирующей диафрагмы, вращение оптической детали позади этой диафрагмы, формирующей профиль ионного пучка, отличающийся тем, что производят поиск оси вращения оптической детали как внутри апертуры этой детали, так и вне ее, и расчет профиля травления таким образом, что обеспечивают максимальное уменьшение ошибки формы поверхности оптической детали, для этого находят глобальный минимум поверхности, перебирают доступные в геометрии установки положения оси вращения, относительно каждой оси вращения разбивают поверхность на концентрические кольца, на каждом кольце вычисляют глубину травления для достижения глобального минимума поверхности, для каждой оси вращения рассчитывают профиль травления и вычисляют объем ошибки формы поверхности после травления, затем выбирают ось вращения, обеспечивающую минимальный объем ошибки формы поверхности после травления.1. A method for axisymmetric removal of material from the surface of optical parts by a wide quasi-parallel ion beam, including searching for the axis of rotation of the optical part, calculating the section of the forming diaphragm, rotating the optical part behind this diaphragm, which forms the profile of the ion beam, characterized in that the axis of rotation of the optical part is searched as inside the aperture of this part, and outside it, and the calculation of the etching profile in such a way that ensures the maximum reduction in the shape error of the surface of the optical part, for this, the global minimum of the surface is found, iterates over the positions of the rotation axis available in the geometry of the settings, relative to each axis of rotation, the surface is divided into concentric rings, on each ring calculate the etch depth to achieve the global surface minimum, calculate the etch profile for each axis of rotation and calculate the amount of surface shape error after etching, then choose the axis of rotation that provides the minimum amount of surface shape error after etching. 2. Способ осесимметричного удаления материала с поверхности оптических деталей широким квазипараллельным ионным пучком по п. 1, отличающийся тем, что для детали произвольной формы находят ось вращения, не проходящую через геометрический центр детали.2. The method of axisymmetric removal of material from the surface of optical parts by a wide quasi-parallel ion beam according to claim 1, characterized in that for an arbitrary-shaped part, an axis of rotation is found that does not pass through the geometric center of the part. 3. Способ осесимметричного удаления материала с поверхности оптических деталей широким квазипараллельным ионным пучком по п. 1, отличающийся тем, что для круглой симметричной детали находят ось вращения, проходящую через геометрический центр детали, а осесимметричные составляющие ошибки формы поверхности выделяют с помощью полиномов Цернике.3. The method of axisymmetric removal of material from the surface of optical parts with a wide quasi-parallel ion beam according to claim 1, characterized in that for a round symmetrical part, an axis of rotation is found passing through the geometric center of the part, and the axisymmetric components of the surface shape error are isolated using Zernike polynomials.
RU2022125627A 2022-09-29 Method for axisymmetric correction of optical parts of arbitrary shape RU2793080C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2793080C1 true RU2793080C1 (en) 2023-03-28

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2810680C1 (en) * 2023-10-04 2023-12-28 Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" (ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН) Method of forming astigmatism and higher orders of zernike polynomials with coefficients n=m (n≥2) on surface of optical elements

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU834800A1 (en) * 1978-07-17 1981-05-30 Предприятие П/Я В-8450 Installation for processing article optical surfaces
SU947113A1 (en) * 1980-04-29 1982-07-30 Предприятие П/Я Р-6681 Method for shaping surfaces of optical components
US7164964B2 (en) * 2004-02-10 2007-01-16 Carl Zeiss Smt Ag Method for producing an aspherical optical element
RU2609610C1 (en) * 2015-08-03 2017-02-02 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Оптика" (АО "НПО "Оптика") Method of forming of aspherical surfaces of large optical parts and device for its implementation
CN106736990B (en) * 2016-12-23 2019-03-05 中国科学院光电技术研究所 A kind of aspherical ion beam molding machine and method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU834800A1 (en) * 1978-07-17 1981-05-30 Предприятие П/Я В-8450 Installation for processing article optical surfaces
SU947113A1 (en) * 1980-04-29 1982-07-30 Предприятие П/Я Р-6681 Method for shaping surfaces of optical components
US7164964B2 (en) * 2004-02-10 2007-01-16 Carl Zeiss Smt Ag Method for producing an aspherical optical element
RU2609610C1 (en) * 2015-08-03 2017-02-02 Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Оптика" (АО "НПО "Оптика") Method of forming of aspherical surfaces of large optical parts and device for its implementation
CN106736990B (en) * 2016-12-23 2019-03-05 中国科学院光电技术研究所 A kind of aspherical ion beam molding machine and method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2810680C1 (en) * 2023-10-04 2023-12-28 Федеральное государственное учреждение "Федеральный научно-исследовательский центр "Кристаллография и фотоника" Российской академии наук" (ФНИЦ "Кристаллография и фотоника" РАН) Method of forming astigmatism and higher orders of zernike polynomials with coefficients n=m (n≥2) on surface of optical elements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5689147B2 (en) Microlithography projection optics, method for manufacturing an instrument, method for designing an optical surface
Chkhalo et al. High-performance facility and techniques for high-precision machining of optical components by ion beams
TWI480703B (en) Method for operating an illumination system of a microlithographic projection exposure apparatus
KR20040015251A (en) Objective with fluoride crystal lenses
JP4814782B2 (en) X-ray focusing method and apparatus using phase recovery method
JP2014038350A (en) Microlithography projection optical system, device and manufacturing method
JP2009532725A5 (en)
Takei et al. Development of a numerically controlled elastic emission machining system for fabricating mandrels of ellipsoidal focusing mirrors used in soft x-ray microscopy
Chernyshev et al. Matrix based algorithm for ion-beam figuring of optical elements
JP2005520187A (en) Objective lens with crystal lens
Bauer et al. Finishing of metal optics by ion beam technologies
Mikhailenko et al. Influence of ion-beam etching by Ar ions with an energy of 200–1000 eV on the roughness and sputtering yield of a single-crystal silicon surface
RU2793080C1 (en) Method for axisymmetric correction of optical parts of arbitrary shape
RU2810680C1 (en) Method of forming astigmatism and higher orders of zernike polynomials with coefficients n=m (n≥2) on surface of optical elements
Zorina et al. Precision aspherization of the surface of optical elements by ion-beam etching
Nicholas et al. The generation of high precision aspherical surfaces in glass by CNC machining
Zabrodin et al. Ion-beam methods for high-precision processing of optical surfaces
Luo et al. Figure correction of a quartz sub-mirror for a transmissive diffractive segmented telescope by Reactive Ion Figuring
Mercier et al. Ion beam milling fabrication of a small off-axis ellipsoidal mirror, diffraction limited to 1 μm resolution at 14 nm
Onuki et al. Fabrication of Wolter type I mirror for soft x-ray
CN108332653B (en) Wave plate design and error correction method in contrast-adjustable point diffraction interference system
Chernyshev et al. Axisymmetric surface shape correction of optical elements by a wide-aperture ion beam
Flamm et al. Reactive ion beam etching: a fabrication process for the figuring of precision aspheric optical surfaces in fused silica
Xue et al. Simulation of precision bonnet processing with considering edge effect for the x-ray grazing incidence mirror molds
Xiao et al. A single mirror magnifier with freeform surfaces using radial basis functions based on surface slope