Способ корректировки формы поверхности оптических деталей

Изобретение может быть использовано для выравнивания поверхностей пластин интерферометров путем локального нанесения на поверхность тонких, компенсирующих неравномерности слоев. Способ включает локальное нанесение лазерным осаждением на поверхность слоя прозрачного или непрозрачного материала. Лазерное осаждение проводят на зеркально отражающие смежные поверхности или покрытия уже скрепленных в интерферометре пластин в зазоре между поверхностями. Зазор заполняют средой, создающей при лазерном облучении на поверхности пленку, и затем локально облучают лазерным излучением поверхность. Толщина наносимого слоя материала может контролироваться в ходе нанесения интерференционным измерением отклонения длины оптического пути луча света между зеркально отражающими поверхностями пластин интерферометра от резонансной для интерферометра. Лазерный луч может сканировать поверхность, причем его интенсивность может быть модулирована длиной оптического пути света между зеркально отражающими поверхностями. Технический результат - обеспечение корректировки формы поверхностей оптических деталей, уже скрепленных между собой в оптическом приборе. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к оптическим технологиям, к лазерным методам получения тонких пленок на поверхности тел, в частности, к способам выравнивания поверхностей оптических деталей путем локального нанесения на поверхность тонких компенсирующих неравномерности слоев.

Рассматриваются вопросы технологии исправления оптической неравномерности воздушных промежутков в многолучевых интерферометрах, положения зеркал которых при изготовлении устройств зафиксированы и не могут юстироваться. Искажения могут придавать промежутку, например, форму клина или быть вызванными не плоскостностью подложек зеркальных покрытий интерферометров.

Реальные поверхности обладают той или иной степенью отклонений от плоскостности. Например, в серийном оптическом производстве при изготовлении изделий по высшему классу точности допуск на отклонение формы поверхности зеркал точных приборов определяется числом колец интерференции N=0,1-0,5 (0,05-0,25 мкм на диаметре порядка 10 см).

Задача получения воздушного промежутка существенно усложняется при необходимости его выдерживать плоским по всей поверхности пластин с точностью до сотых и менее долей длины волны света, требующейся в оптических устройствах, так как трудоемким является изготовление самих пластин с указанным значением плоскостности.

В частности, актуальным является необходимость улучшения оптической неравномерности («ретуши») воздушных промежутков в уже изготовленных интерферометрах или в других оптических устройствах с аналогичными «интерферометрическим» требованиями по равномерности воздушных промежутков. Часто необходима «доводка качества» интерферометра до уровня λ/100 и менее оптической неравномерности воздушных промежутков между зеркалами интерферометра.

Аналогом изобретения является метод вакуумной асферизации, заключающийся в том, что на полированную поверхность оптической детали при необходимости корректировки ее формы наносится напылением в вакууме слой вещества переменной толщины. Необходимое изменение толщины слоя по зонам асферической поверхности обеспечивается маской-экраном с фигурным отверстием, устанавливаемым на пути потока пара наносимого вещества. Изменение толщины слоя по зонам достигается тем, что время открытия отдельных зон для прохождения осаждаемого вещества неодинаково и зависит от формы вырезов в маске [Каширин В. И. Основы формообразования оптических поверхностей. ГОУ ВПО «Уральский политехнический университет - УПИ» Екатеринбург, 2006 г.]. Недостатком такого способа является его применение на стадии производства детали, невозможность корректировки детали после ей сборки и закрепления в оптическом приборе, использующем эту деталь.

Прототипом способа является метод лазерного осаждения слоев из пара разлагающегося под действием излучения химического соединения (метод LCVD) (Чесноков В.В., Резникова Е.Ф., Чесноков Д.В. Лазерные наносекундные микротехнологии / Под общ. ред. Д.В. Чеснокова, - Новосибирск: СГГА, 2003). По этому методу поверхность, на которую наносится вещество, погружается в атмосферу пара легколетучего разлагающегося пиролитически или фотолитически химического соединения с выделением вещества покрытия поверхности и локально освещается лазерным лучом, падающим на поверхность со стороны, на которой нарастает пленка вещества. Достоинством способа является гибкость управления местом образования корректирующего слоя на поверхности и возможность проводить осаждение в атмосферных условиях. Недостатком метода является невозможность его применения для заполнения неровностей детали после ее сборки и закрепления в оптическом приборе, использующем эту деталь.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание способа корректировки формы поверхностей оптических деталей, уже скрепленных между собой в оптическом приборе.

Решение задачи достигается тем, что в способе корректировки формы поверхности оптических деталей, включающем локальное нанесение на поверхность слоя материала, в соответствии с изобретением, корректируют поверхности в зазоре между смежными уже скрепленными деталями, причем заполняют зазор средой, создающей при лазерном облучении на поверхности пленку, затем локально облучают лазерным излучением поверхность с ее внутренней стороны.

Предлагается также, что наносят материал поверх имеющегося зеркального покрытия детали.

Предлагается также, что наносят прозрачный материал.

Предлагается также, что толщину наносимого слоя материала контролируют по длине оптического пути луча света между зеркальными

поверхностями.

Предлагается также, что при корректировке формы лазерный луч сканирует поверхность, причем его интенсивность модулирована длиной оптического пути света между зеркальными поверхностями.

Изобретение поясняется с помощью фигуры 1, на которой в качестве примера иллюстрируется корректировка поверхности одного из зеркал многолучевого интерферометра с воздушным плоским зазором между зеркальными покрытиями двух прозрачных стеклянных подложек. Нанесение прозрачного слоя на одно зеркальное покрытие со стороны зазора приводит к увеличению длины оптического пути между зеркалами на величину Δ=h(n-1), где h - толщина нанесенного слоя, n - показатель его преломления. Например, при необходимости компенсировать оптическую неоднородность величиной Δ=λ/10 в видимом диапазоне спектра при n=1,5 толщина образующегося слоя должна быть - 100 нм. Если наносится непрозрачный зеркальный слой, длина оптического пути уменьшается на толщину нанесенного слоя, то есть, на λ/10 (~50 нм).

Обозначения на фигуре 1, где 1 и 2 - полупрозрачные зеркала многолучевого интерферометра, 3 - корпус интерферометра, 4 и 5 - прозрачные подложки зеркал, 6 - воздушный промежуток между зеркалами, 7- осажденный островок прозрачной пленки, 8 - полупрозрачное зеркало, 9 - поток монохроматического излучения подсветки при контроле длины оптического хода лучей в зазоре между зеркалами, 10 - объектив фокусировки лазерного излучения, инициирующего осаждение пленки, 11 - сканирующее зеркало, 12 - лазерный излучатель, 13 - фотоэлектрический анализатор интерференционной картины, 14 и 15 - вход и выход паров летучего реагента, создающего среду в зазоре между зеркалами.

При корректировке поверхности нижнего зеркала интерферометра зазор заполняют через отверстия 14 и 15 газообразной или жидкой активной прозрачной средой, создающей при лазерном облучении на поверхности пленку, затем локально облучают зеркало лазерным излучением излучателя 12, излучение фокусируется объективом 10 на внутреннюю поверхность нижнего полупрозрачного зеркала 2, при этом излучение проходит сквозь прозрачную подложку 4. Под действием излучения зеркальное покрытие 2 прогревается на всю свою толщину до температуры пиролиза химического соединения, введенного в состав среды, заполняющей зазор между зеркалами, при пиролизе в зависимости от выбранного химического соединения может на поверхности покрытия 2 образовываться прозрачная пленка или непрозрачная зеркальная металлическая пленка, образуя в освещаемой области островок 7, который своей толщиной изменяет оптическую длину пути световых лучей потока 9 в интерферометре. Контроль за толщиной получающейся пленки в реальном масштабе времени ведется по интерференционной картине, формируемой в области соответствующего анализатора 13 при освещении «ремонтируемого» интерферометра с помощью наклонного полупрозрачного зеркала 11, размещенного в лазерном пучке, монохроматическим коллимированным излучением 9. Излучение 9 проходит оба зеркала интерферометра и попадает в фотоэлектрический анализатор интерференционной многолучевой картины 13, формирующий сигналы управления интенсивностью излучения излучателя 12. Интенсивность излучения, локально проходящего интерферометр, максимальна в момент резонанса, при совпадении оптической длины пути света между зеркалами на данном участке интерферометра с целым числом полуволн света.

В случае образования непрозрачной для излучения 9 пленки необходимо интерференционную схему контроля оптической длины пути изменить на схему, работающую на отражение.

В процессе корректировки зеркала интерферометра лазерное излучение с помощью сканирующего зеркала 11 сканирует поверхность зеркального слоя 2, что позволяет обработать всю поверхность зеркала. Равномерность оптической толщины получающегося зазора между зеркалами в пределе определиться предельной чувствительностью схемы измерения отклонений оптической длины пути от резонансной на основе анализатора 13; для многолучевых интерферометров, по оценке, достижима неравномерность менее 1 нм.

После окончания корректировок интерферометр освобождают от активной среды и запечатывают

В качестве материала прозрачных пленок могут быть применены прозрачные окислы алюминия или кремния, которые получаются пиролизом паров летучих соединений. Для получения пленок Al2O3 используется,

например, пиролиз паров изопропилата алюминия, который обладает достаточной летучестью при 130°С, разлагается при 270-400°С с образованием прозрачной пленки Al2O3. Температура пиролиза должна быть ниже температуры повреждения зеркальных покрытий, которые часто являются алюминиевыми. Для LCVD используются импульсные излучения эксимерных лазеров, азотного лазера, непрерывное и импульсное излучения твердотельного лазера Nd:YAG с удвоением частоты, и др. Длительность τ импульса излучения

l = a τ , ( 0 . 1 )

где а - температуропроводность слоя, определяет глубину прогревания слоев и ограничивает предельную толщину наносимой пленки длиной l тепловой волны в зеркальном слое и наносимой пленке. Наносимые при помощи облучения с тыльной стороны подложки диэлектрические пленки могут иметь толщину не более нескольких десятых долей мкм.

Рассматриваемый метод корректировки зеркальных поверхностей интерферометров может существенно упростить и удешевить их производство, улучшить качество интерференционных приборов, так как позволит «доводить» качество изделий, изготавливаемых по производственным технологиям, до уровня «эксклюзивных», гораздо более дорогостоящих.

Метод может быть применен для корректировки поверхностей не только плоских деталей, может найти применение при корректировке несферических поверхностей оптических линз например, при их ремонте.

1. Способ корректировки формы оптических поверхностей пластин интерферометров, включающий локальное нанесение лазерным осаждением на поверхность слоя прозрачного или непрозрачного материала, отличающийся тем, что лазерное осаждение проводят на зеркально отражающие смежные поверхности или покрытия уже скрепленных в интерферометре пластин в зазоре между поверхностями, причем заполняют зазор средой, создающей при лазерном облучении на поверхности пленку, затем локально облучают лазерным излучением поверхность.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что толщину наносимого слоя материала контролируют в ходе нанесения интерференционным измерением отклонения длины оптического пути луча света между зеркально отражающими поверхностями пластин интерферометра от резонансной для интерферометра.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что лазерный луч сканирует поверхность, причем его интенсивность модулирована длиной оптического пути света между зеркально отражающими поверхностями.



 

Похожие патенты:

Способ состоит в том, что излучение лазера, сфокусированное на поверхности фоточувствительного слоя, модифицируют по глубине пропорционально плотности мощности излучения, распространяющегося в фоточувствительном слое.

Изобретение относится к области офтальмологии и направлено на создание силикон-гидрогелевых контактных линз с пониженной адсорбцией белков, комфортных и безопасных при использовании, и при этом не требующих больших затрат при производстве, что обеспечивается за счет того, что способ согласно изобретению включает добавление в реакционную смесь эффективного количества соединения, снижающего абсорбцию белков, отверждение указанной смеси в форме для формирования контактной линзы и извлечение линзы из формы с по меньшей мере одним водным раствором.
Монокристаллы предназначены для ИК-техники и для изготовления из них методом экструзии одно- и многомодовых ИК-световодов для спектрального диапазона от 2 до 50 мкм, при этом формируется нанокристаллическая структура ИК-световодов с размером зерна от 30 до 100 нм, определяющая их функциональные свойства.

Изобретение может быть использовано в фотометрических устройствах для обеспечения диффузного отражения регистрируемого излучения, внутреннего покрытия интегральных фотометров и т.п.

Противоотражательная пленка содержит на своей поверхности структуру глаз мотылька, которая включает множество выпуклых частей, при этом ширина между вершинами смежных выпуклых частей не превышает длину волны видимого света.

Изобретение относится к технологии выращивания монокристаллов германия в форме диска из расплава и может быть использовано для изготовления объективов в устройствах регистрации инфракрасного излучения.
Изобретение относится к офтальмологическому продукту, представляющему собой герметизированную и стерилизованную упаковку, включающую упаковочный раствор и мягкую гидрогелевую контактную линзу, погруженную в упаковочный раствор.
Изобретение относится к области получения материалов прозрачных в инфракрасной области спектра, а именно кристаллов галогенидов серебра, которые могут быть использованы для изготовления оптических элементов прозрачных в области длин волн от 0,4 до 15 мкм, а также для изготовления волоконных световодов среднего ИК диапазона.

Изобретение относится к технологии линз для оптических систем современных оптических и оптоэлектронных приборов, работающих в ультрафиолетовой, видимой и ИК-областях спектров, и может быть использовано при получении плоских линз из лейкосапфира для необыкновенного луча.

Изобретение относится к области офтальмологии и направлено на изготовление силиконовых гидрогелевых контактных линз, край которых определяется не соприкосновением формующих поверхностей, а пространственным ограничением излучения, что позволяет использовать форму многократно для изготовления высококачественных контактных линз с хорошей воспроизводимостью, что обеспечивается за счет того, что способ согласно изобретению включает стадии: предоставление формы для изготовления мягкой контактной линзы, где форма включает первую половину формы, образующую первую формующую поверхность, формирующую переднюю поверхность контактной линзы, и вторую половину формы, образующую вторую формующую поверхность, формирующую заднюю поверхность контактной линзы, где указанные первая и вторая половины формы устроены так, что соединяются друг с другом, так что между указанными первой и второй формующими поверхностями образуется полость, введение в полость смеси мономеров образующих линзу материалов, где смесь мономеров включает по меньшей мере один гидрофильный виниловый мономер амидного типа, по меньшей мере один включающий силоксан (мет)акриламидный мономер, по меньшей мере один полисилоксановый виниловый мономер или макромер и от примерно 0,05 до примерно 1,5 мас.% фотоинициатора, где образующий линзу материал характеризуется способностью отверждаться УФ-излучением, обладающим интенсивностью УФ-излучения, равной примерно 4,1 мВт/см2, примерно за 100 с; и облучение с помощью пространственно ограниченного актиничного излучения образующего линзу материала в форме в течение примерно 120 с или менее, чтобы сшить образующий линзу материал с образованием силиконовой гидрогелевой контактной линзы, где изготовленная контактная линза включает переднюю поверхность, сформированную первой формующей поверхностью, противолежащую заднюю поверхность, сформированную второй формующей поверхностью, и край линзы, сформированный в соответствии с пространственным ограничением актиничного излучения. 4 н. и 14 з.п. ф-лы, 9 табл.

Оптическая пленка содержит рельефную структуру типа «глаз мотылька», содержащую многочисленные выступы, которые включают многочисленные наклонные выступы, наклоненные относительно основной поверхности пленки, по существу, в одном и том же направлении на виде в плане основной поверхности пленки. Наклонные выступы расположены на периферическом участке оптической пленки и наклонены внутрь пленки на виде в плане основной поверхности оптической пленки. Способ изготовления содержит этап, на котором прикладывают физическое усилие к структуре типа «глаз мотылька» с тем, чтобы наклонить упомянутые многочисленные выступы. Указанный этап содержит подэтап полировки, заключающийся в том, что полируют структуру moth-eye в предварительно заданном направлении. Технический результат - обеспечение направленности оптических характеристик оптической пленки, например отражения и рассеяния. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 21 ил., 2 табл.

Дифрагирующая излучение пленка имеет поверхность наблюдения и включает упорядоченный периодический массив частиц, включенных в материал матрицы. Массив частиц обладает кристаллической структурой, которая имеет (i) множество первых плоскостей кристалла из упомянутых частиц, которые дифрагируют инфракрасное излучение, где упомянутые первые плоскости кристалла параллельны упомянутой плоскости наблюдения; и (ii) множество вторых плоскостей кристалла из упомянутых частиц, которые дифрагируют видимое излучение. При вращении пленки вокруг оси, перпендикулярной поверхности наблюдения, и при постоянном угле наблюдения упомянутой пленки видимое излучение с одной и той же длиной волны отражается от вторых плоскостей кристалла с интервалами, равными приблизительно 60°. Технический результат - создание пленки для подтверждения подлинности или идентификации объекта. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 5 ил., 5 пр.

Изобретение относится к получению кремнийорганических композиций, находящих свое применение в оптике, в частности для соединения, уплотнения и герметизации стеклянных оптических элементов различных оптических приборов. Композиция состоит из 90-96 мас.% основы - смеси полидиметилсилоксановой (40-60 мас.%) и полиметилфенилсилоксановой (60-40 мас.%) жидкостей вязкостью от 3000 до 40000 мм2/с при температуре 20°С и 4-10 мас.% загустителя - диоксида кремния. Композиция имеет показатель преломления 1,4100-1,4300, значение пенетрации 160-280 единиц и работает в интервале температур от (-70°C) до (+300°C). 2 табл., 12 пр.

Способ включает определение поверхностей остекленной конструкции, которые необходимо изготовить в виде чередующихся параллельных и/или криволинейных полос, при этом определяют коэффициенты отражения, пропускания и поглощения, показатели преломления, геометрические формы, размеры полос и необходимое изменение указанных параметров как вдоль полос, так и поперек них, а также необходимость распределения полос по зонам с разными характеристиками светопропускания так, чтобы при данных углах или диапазонах углов падения лучей через всю остекленную площадь направленно проходила только требуемая часть лучей требуемого диапазона длин волн. Для каждого угла падения в диапазоне 0÷90° определяют общий процент направленного светопропускания как отношение общей площади выходной поверхности, через которую проходят лучи, к площади всей первой приемной поверхности и изготавливают полосы на поверхностях остекленной конструкции путем дополнительной обработки наружной поверхности стекла, и/или приклеиванием на нее пленки с заранее нанесенными полосами, и/или размещением в ламинированном стекле между слоями. Технический результат - обеспечение селективного регулирования по заранее заданному закону величин световых потоков и направлений проходящих через остекленную конструкцию лучей в зависимости от их углов падения. 7 з.п. ф-лы, 12 ил.
Инфракрасный отражатель состоит из металлической подложки, характеризующейся тем, что она покрыта слоем нитрида циркония и хрома общей формулы (ZrxCr1-x)1-yNy с х в диапазоне от 0,15 до 0,7 и y в диапазоне от 0,01 до 0,265. Способ получения включает получение металлической подложки; нанесение на данную подложку слоя нитрида циркония и хрома методом физического осаждения из паровой фазы с использованием: цели, включающей от 15 до 70% по весу циркония, с остальной частью, состоящей из хрома и примесей, неизбежных в процессе обработки, и инжектирования азота с нейтральным газом-носителем в отношении от 4/16 до 16/16 с одновременным напылением циркония и хрома. Технический результат: создание инфракрасного отражателя, обладающего одновременно высокой теплоотражательной способностью и высокой устойчивостью к воздействию высоких температур в коррозионных или окислительных средах. 3 н. и 14 з.п. ф-лы.

Противоотражающий оптический элемент содержит основание и множество структур, расположенных на поверхности основания и представляющих собой выемки или выступы конической формы. Структуры расположены с шагом, меньшим или равным длине волны света области длин волн в окружающей среде использования указанного элемента. Нижние участки структур, расположенных рядом друг с другом, соединены друг с другом. Эффективный показатель преломления в направлении глубины структур постепенно увеличивается в направлении основания и соответствует S-образной изогнутой линии. Структуры имеют единственную ступеньку на боковой поверхности структур. Технический результат - улучшение противоотражающих характеристик. 5 н. и 14 з.п. ф-лы, 60 ил., 1 табл.

Изобретение относится к космической технике и касается создания терморегулирующего материала для нанесения на поверхность космического объекта (КО). Терморегулирующий материал содержит подложку в виде оптически прозрачного стекла, высокоотражающий слой из серебра, защитный слой. Высокоотражающий слой из серебра имеет толщину 0,10÷0,15 мкм. В качестве защитного слоя использована нержавеющая сталь толщиной 0,10÷0,20 мкм. На защитный слой нанесен эпоксидный лак толщиной 20÷30 мкм. Перед нанесением на подложку высокоотражающего слоя из серебра осуществляют химическую очистку подложки с одновременным ультразвуковым воздействием в течение 3-х минут. Затем подложку вынимают из раствора, промывают последовательно теплой, холодной, дистиллированной водой по 1-1,5 мин и сушат на воздухе. Поверхность обрабатывают тлеющим разрядом для дополнительной очистки и активации поверхности подложки. Затем последовательно осуществляют нанесение высокоотражающего слоя и защитного слоя в вакуумной камере методом магнетронного распыления без разгерметизации вакуумной камеры за один технологический цикл, располагая подложку последовательно под магнетронными источниками с мишенью из серебра и мишенью из нержавеющей стали. На подложку с высокоотражающим слоем и защитным слоем наносят слой эпоксидного лака толщиной 20÷30 мкм для дополнительной защиты от атмосферной коррозии и для увеличения адгезии подложек с покрытием к клеевой композиции. Во время крепления терморегулирующего материала приклеивание материала клеевой композицией с электропроводящим наполнителем осуществляется при помощи грузов. В качестве электропроводящего наполнителя использована алюминиевая или серебряная пудра в количестве 20±5% и 10±5% соответственно, обеспечивающая необходимые электропроводящие свойства поверхности терморегулирующего материала. Достигается улучшение терморадиационных характеристик материала, повышение технологичности нанесения покрытия, повышение значения адгезии крепления подложек с покрытием к поверхности корпуса КО. 3 н.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к средствам отображения на жидких кристаллах. Электропроводный оптический прибор содержит базовый элемент и прозрачную электропроводную пленку, сформированную на базовом элементе. Структура поверхности прозрачной электропроводной пленки включает множество выпуклых участков, обладающих антиотражательными свойствами и расположенных с шагом, равным или менее длины волны видимого света. Технический результат - повышение антиотражательных характеристик электропроводного оптического прибора. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 57 ил.

Описываются новые производные бензотриазола общей формулы где Х - C3-C4 алкенилен, C3-C4 алкилен, CH2CH2CH2SCH2CH2 или CH2CH2CH2SCH2CH2CH2; Y - водород, если Х - C3-C4 алкенилен, или Y - -O-C(=O)-C(R1)=CH2, если X - C3-C4 алкилен, CH2CH2CH2SCH2CH2 или CH2CH2CH2SCH2CH2CH2; R1- CH3 или CH2CH3; R2 - C1-C4 алкил, и R3- F, Cl, Br, I или CF3. Данные соединения являются абсорберами УФ/видимого света и могут найти применение при изготовлении материалов для офтальмологических линз. 4 з.п. ф-лы, 3 ил., 5 табл., 6 пр.
Наверх