Устройство для асферизации оптических деталей Советский патент 1984 года по МПК C23C13/08 

4 Изобретение относится к технологии оптического приборостроения и может использоваться для изготовления оптических деталей с асферическими поверхностями. Известно устройство для асферизации оптических деталей в вакууме, содержащее вакуумную камеру, внутри которой расположены источник испаряемого вещества и маска с фигурными вьфезами (отверстиями). Устройство также содержит привод, обеспечивающий вращение асферизуемой детали относительно маски (или наоборот, маски относительно детали) и систему дл контроля толщины наносимых слоев ij. Недостатком устройства является низкая производительность, так как за один цикл работы устройства без разгерметизации вакуумной камеры изготавливается только одна деталь. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устрой ство, содержащее блок испарения с заслонкой, подложкодержатель, карусель испарителей для установки испарителей в блок испарения, маскодержатель, установленный в блоке испаре ния между подложкодержателем и кару селью, и систему фотометрического контроля с каруселью пластин-свидете лей. На этом устройстве в гнезда на подложкодержателе устанавливают подложки, под подложкодержателей в соот ветствующих местах располагают источ ники материалов подслоя и асферизующего слоя переменной толщины, после довательно очищают поверхности подло жек путем их нагрева и обработки в тлеющем разрезе, наносят подслой на очищенные поверхности заготовок без маски и через маску при ее вращении относительно заготовки наносят на последнюю асферизующий слой переменной толщины. Устройство позволяет из готовить за один цикл без разгермети зации вакуумной камеры п деталей, равное количеству гнезд в поворотном диске 2. Недостатком известного устройства является невысокое качество асферизующих слоев из-за невоспроизводимос ти их оптических характеристик от де тали к детали. Это связано с тем, что в известном устройстве используется один источник испаряемого материала на все п заготовок. Однако по мере работы источника и уменьшения в нем испаряемого материала изменяет 1912 ся плотность и индикатрисса потока частиц, осаждаемых на заготовки, что приводит к изменению оптических характеристик асферизующих слоев. Цель изобретения - повышение качества асферизующих слоев путем воспроизводимости их оптических характеристик. Указанная цель достигается тем, что устройство для асферизации, содержащее блок испарения с заслонкой, подложкодержатель, карусель испарителей для установки испарителей в блок испарения, маскодержатель, установленный в блоке испарения между подложкодержателем и каруселью, и систему фотометрического контроля с каруселью пластин-свидетелей, снабжено дополнительной заслонкой с отверстием и с приводом, расположенной между основной заслонкой и маскодержателем, причем центры отверстия дополнительной заслонки, испарителя в блоке испарения и пластины-свидетеля в блоке испарения расположены на одной прямой. На чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит вакуумную камеру 1, внутри которой расположены блок 2 испарения, карусель 3 испарителей, заслонку 4, дополнительную заслонку 5 с отверстием 6, маскодержатель 7 с маской, установленный на плите 8, подложкодержатель 9, выпол- i ненный с возможностью синхронного поворота с каруселью и снабженный столиками 10 для крепления асферизуемых подложек 11. Синхронно поворачиваемые подложкодержатель и карусель жестко закреплены на валу 12, который поворачивается и фиксируется шаговым приводом 13. Вращение асферизуемой подложки при нанесении слоя обеспечивается приводом 14. В неподвижной плите сделано отверстие 15, под которым расположен электрод 16 ионной очистки асферизуемых подложек. Устройство также снабжено системой 17 фотометрического контроля толщины наносимых слоев. Используемые при этом контрольные пластины-свидетели i 18 размещены на поворотной карусели19. Дополнительная заслонка снабжена приводом 20, управляющий вход которого соединен с электрическим выходом 21 системы фотометрического контроля толщины наносимых слоев. Кожух 22, прикрепляемый к плите, обеспечивает

попадание испаряемого вещества только на асферизуемую подложку и контрольную пластину. .. ,

Устройство работает следующим образом.

Подложки 11, подлежащие асферизации, устанавливают в столики 10. Испарители загружают одинаковым количеством испаряемого вещества и начинают откачку вакуумной установки. При достижении в вакуумной камере давления с помощью электрода 16 через отверстие 15 в плите 8 вьшолняют очистку поверхностей асферизуемьрс подложек с помощью тлеющего разряда, происходящего между электродом 16 и корпусом вакуумной камеры 1. После очистки подложек и последующего достижения .необходимой степени разрежения в камере (давление порядка 10 торр) начинают цикл последовательной асферизации подложек в блоке 2 испарения. С помощью привода 13 поворачивается подложкодержатель 9 и очередная подложка 11 устанавливается центрироваио относительно маскодержателя 7. Одновременно с подложкодержателем 9 поворачивается карусель 3, и один из загруженных испаряемым веществом испарителей устанавливается под маскодержателем 7 центрировано относительно него. Далее открьтается заслонка 4 и начинается процесс испарения.Экспериментально установлено, 35 что начальный период испарения является нестабильным и в потоке выпетаемых из испарителя частиц содержится большое количество крупных частиц (комет), что резко снижает качество слоя. В связи с этим в устройстве 10-15% вещества испаряется под заслонкой 5 и не попадает на подложку 11. Однако через отверстие 6 в заслонке 5 частицы испаряемого вещества попадают на контрольную пла тину-свидетель. Контроль толщины нанесенного на свидетель слоя осуществляется с помощью системы 17 фотометрического контроля, которая позволяет зафиксировать момент, в который 10-15% вещества испарилось и испаритель вышел на стабильный режим. В этот момент по сигналу с системы 17 фотометрического контроля, передаваемому с выхода 21, привод 20 отводит в сторону заслонку 5 и частицы испаряемого вещества осаждаются на подложку 11, которая равномерно вращается с помощью привода 14. При достижении требуемой максимальной толщины слоя, что также контролируется с по мощью .системы 17 контроля, испаритель экранируется заслонкой 5 и процесс асферизации одной детали завершается. Одновременно устанавливается в исходное положение заслонка 4.

В маскодержателе с маской кроме отверстий, ограниченных участками криволинейного контура, имеются небольшие секторные вырезы (порядка )

5 что обеспечивает одновременное нанесение асферизующего слоя переменной толщины и подслоя постоянной толщины порядка 0,2-0,3 мкм. Наличие подслоя гарантирует получение некоторой мини0 мальной толщины асфе)изующего слоя на всех зонах изгот;авливаемой детали, что существенно повьшает прочность слоя. После завершения асферизации одной детали в блок 2 испарения устанавливается следующая асферизуемая подложка 11 иновый испаритель и в указанной последовательности выполняется асферизация последующей и всех остальных подложек. По сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет повысить качество асферизующих слоев за счет повьш1ения воспроизводимости их оптических характеристик. В результате использование изобретения практически полностью исключается отбраковка изготавливаемых асферических деталей.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АСФЕРИЗАЦИИ ОПТИЧЕСКИХ ДЕТАЛЕЙ, содержащее блок испарения с заслонкой, подложкодержатель, карусель испарителей для установки испарителей в блок испарения, маекодержатель, установленный в блоке испарения между подложкодержате- лем и каруселью, и систему фотометрического контроля с каруселью пластин-свидетелей, отличающееся тем, что, с целью повмпения качества асферизующих слоев путем повышения воспроизводимости их оптических характеристик, оно снабжено дополнительной заслонкой с отверстием и с приводом, расположенной между основной заслонкой и маскодержателем, причем центры отверстия дополнительной заслонки, испарителя в блоке испарения и пластины-свидете(П ля расположены на одной прямой.