普发真空应用报告—高精度表面加工

用于天文台的凹透镜—在世界上最大的离子束加工设备中加工

实验与分析 2020-05-27

在天文观测台，高精度的凹透镜望远镜让我们看到宇宙的最深处。这种技术已经使我们在宇宙起源和发展上取得显著进展，在天体物理学领域也获得了突破性科学成就。

　　在天文观测台，高精度的凹透镜望远镜让我们看到宇宙的最深处。这种技术已经使我们在宇宙起源和发展上取得显著进展，在天体物理学领域也获得了突破性科学成就。凹透镜的质量对于天文观测台以及所进行的研究的成功是必不可少的。完善这些透镜的外形至关重要。为防止成像错误，为了实现在这些天文台尽可能获得最佳分辨率，必须以最大精度精心制作透镜。为此，在生产过程中需要对透镜进行打磨和抛光，达到 150 到 30 Nm 的精度。实现这一精度绝佳方法是使用离子束加工透镜及其他光学元件。这种技术可对外形进行极其准确的修正，从而产生超高质量的表面。然后使用一个或多个铝反射层对透镜进行蒸发，之后再涂上最后一层保护层。

　　纳米技术专家信任普发真空

　　NTG GmbH & Co. KG 总部设在德国黑塞，是使用离子束处理具有纳米公差光学器件和表面领域的行家之一。近 25 年来，该公司已经为各种各样的应用开发出各种规模的离子束加工设备。它的系统不仅应用于天文学，还用于 EUV 光刻技术和传统的光学应用。产品系列包括加工工件直径为 5 mm 到 2,000 mm 的设备。

　　采用离子束加工工件的技术在真空下进行。在加工开始前，对设备腔室进行抽空，创造 10-6 hPa 的真空。为满足客户及应用本身规定的高要求，NTGGmbH & Co. KG 依靠普发真空解决方案已经超过了 15 年。

　　IBF-2000 离子束加工设备的真空解决方案

　　NTG 凭借 IBF-2000 的建造树立了纳米技术史上的里程碑。这个世界上最大的离子束加工设备加工应用于天文的大规格透镜(如用于上文提到的天文观测台中)既快速又简单。它可以容纳直径高达2,000 mm、最大厚度为 600 mm 的透镜或光学器件，总重量最高达 1.5 吨。巨大的腔室采用普发真空的真空解决方案快速抽空为必需的 10-6 hPa 最终压力为，然后可以按要求利用离子束加工透镜表面。该过程不会在表面上留下任何痕迹或张力，并且几乎可以加工任何几何形状或材料。

　　一种旋转工件的专用设备可与 IBF-2000 的尺寸相匹配。这使得透镜和光学元件可以进行安装、精细调整和调准。

　　真空解决方案要满足的要求

　　NTG GmbH & Co. KG 的高质量标准转化为对工厂中真空技术的具体要求。NTG 总经理 Thomas Franz：“根据光学器件的性质和大小，在我们 IBF-2000 中执行的加工步骤用时一到五十小时。为了能够向我们的客户保证尽可能最快的加工时间，所使用的真空泵能够在非常短的时间内抽空腔室并创造 10-6 hPa 的真空是非常，这一点非常重要。”