Оптико-электронный холдинг «Швабе», входящий в Госкорпорацию Ростех, разработал и ввел в эксплуатацию установку для ионно-лучевой обработки оптических деталей диаметром до 2,5 м. Эта технология Лыткаринского завода оптического стекла (ЛЗОС) позволит холдингу  укрепить свои позиции как одного из крупнейших в мире производителей крупногабаритных линз и зеркал для астрономической оптики. Вакуумная установка «Луч-2,5» – альтернатива традиционным (с помощью смоляных инструментов) методам полировки крупногабаритных изделий, не позволявшим добиваться подобных характеристик. При ионно-лучевой обработке оптики происходит распыление атомов материала с поверхности изделия направленным ионным пучком.

Такая шлифовка позволяет добиться отличных характеристик рабочих поверхностей линз и зеркал. Так, например, с ее помощью можно получать асферические поверхности с высочайшей точностью формы. Микрошероховатость изделий при этом снижается до 2 нанометров.

Подмосковный завод ЛЗОС является ведущим российским производителем астрономической оптики. Продукция предприятия поставляется более чем в 30 стран мира. В частности, в Лыткарино были изготовлены зеркала для трех телескопов Королевской Гринвичской обсерватории (Великобритания), комплект астрономической оптики для Китайской академии космической техники, зеркала для немецкого, итальянского и греческого телескопов.

Холдинг «Швабе» объединяет основные предприятия оптико-электронной отрасли. В его состав входят научно-производственные объединения, конструкторские бюро, оптические институты, а также сервисно-сбытовые компании. Холдинг разрабатывает и производит высокотехнологичные оптико-электронные системы и комплексы специального и гражданского назначения, оптические материалы, медицинское оборудование, энергосберегающую светотехнику и другие виды продукции.

Справка:

В настоящее время созданы и защищены патентами и авторскими свидетельствами методы ионно–лучевой обработки и ряд источников ионов с холодным катодом, предназначенные для использования в технологических процессах реактивного ионно – лучевого травления материалов, очистки поверхностей перед нанесением покрытий, активации поверхностей в процессе осаждения покрытий, полировки поверхностей, нанесения пленок непосредственно из пучков ионов или распылением мишеней.

В России на пять лет раньше, чем за рубежом впервые был предложен и реализован метод прецизионного селективного реактивного ионно – лучевого травления пучками ионов химически активных соединений. Ионно – лучевая обработка материалов осуществляется пучком ускоренных заряженных частиц, сформированных в автономных источниках ионов.

Принцип ионно-лучевой обработки заключается в том, что рабочее вещество подается в автономный источник ионов, в котором происходит его ионизация, ускорение ионов до требуемой энергии и формирование пучка ионов. Обычно энергия ионов составляет (100?5000)эВ в зависимости от технологического процесса.

Ускоренные ионы попадают в технологическую камеру без столкновений с остаточным газом и взаимодействуют с поверхностью обрабатываемого объекта, вызывая либо распыление материала (ионы аргона), либо образование летучих соединений (ионы химически активных веществ), либо осаждение материала (углеводороды).

При распространении пучка ионов в промежутке источник ионов ? обрабатываемый объект образуется пучковая плазма, состоящая из ускоренных ионов и медленных электронов, возникающих при ионизации остаточного газа и в результате взаимодействия пучка ионов с обрабатываемым объектом. Потенциал пучковой плазмы не превышает обычно ( 10 – 40 ) В относительно земли. Исследования показали, что режим работы источника определяют не только параметры ионного пучка, но и степень его компенсации, характеристики вторичной плазмы, свойства пучковой плазмы и характер ее взаимодействия с обрабатываемой поверхностью.

На обрабатываемой поверхности происходят следующие процессы: нейтрализация ионов пучка с образованием газового потока, удаление материала в результате физического распыления или химического взаимодействия ионов с материалом подложки, эмиссия электронов с поверхности при ионной бомбардировке, поступление потока электронов из пучковой плазмы или с катода нейтрализации, расположенного вблизи источника ионов.

Достоинства ионно-лучевых технологий:

• высокая направленность воздействия, обеспечивающая высокую прецизионность;
• возможность получения вертикальных ступенек при травлении через маску;
  отсутствие ухода размеров элементов;
• возможность формирования пучков ионов как инертных, так и химически активных газов;
• возможность управления энергией ионов в широких пределах;
  возможность управления зарядом на обрабатываемой поверхности независимо от параметров пучка ионов;
• точность и простота контроля процесса обработки путем измерения тока пучка ионов;
• высокая однородность и воспроизводимость обработки.

Применение ионно-лучевых технологий позволяет либо повысить качество и выход годных выпускаемых приборов, либо создавать новые приборы или изделия, изготовление которых другими методами затруднительно.

Достоинства источников ионов.

Для реализации ионно-лучевых технологий нами разработан ряд оригинальных источников ионов для травления материалов и нанесения пленок. Во всех источниках используется единый физический принцип формирования пучка ионов, заключающийся в создании внутри ускоряющего промежутка скрещенных электрического и магнитного полей, удерживающих электроны, ионизующие рабочее вещество. Величина ускоряющего промежутка примерно равна ларморовскому радиусу электрона. Это позволило существенно повысить интенсивность пучка ионов по сравнению с ограничениями «закона 3/2» (закона Ленгмюра) и исключить применение накаливаемых элементов.

Разработанные источники ионов по сравнению с зарубежными аналогами, например, с источниками Кауфмана, источниками с седловидным полем, СВЧ источниками обладают следующими достоинствами:

• позволяют работать практически с любыми химически активными газами, благодаря использованию холодного катода;
• обеспечивают получение в 2-3 раза больших плотностей ионного тока при той же энергии ионов;
• позволяют формировать пучки ионов различной формы и конфигурации;
  обеспечивают однородную обработку неподвижных поверхностей большой площади;
• имеют больший срок службы и простую конструкцию.

Технологические процессы, осуществляемые с помощью разработанных источников ионов.

• Очистка, активация и полировка поверхностей объектов.
• Очистка поверхности в вакууме может осуществляться различными методами: тлеющим разрядом, ВЧ разрядом, подачей постоянного и ВЧ потенциала на подложку, находящуюся в газоразрядной плазме.

Обработка поверхности пучком ионов не только очищает ее от загрязнений, но и активирует ее или растущую пленку, если процесс обработки пучком ионов проводится одновременно с нанесением пленки. При этом на поверхности образуются свободные связи, которые при нанесении пленки становятся искуственными центрами зародышеобразования.

При активации поверхности стекла, например, во время нанесения пленок алюминия, меди, хрома или других металлов, сплошные пленки образуются даже при толщине несколько нм. На необлученной ионами поверхности сплошная пленка не образуется.

Процесс активации эффективен, если применять его непосредственно перед нанесением или в процессе нанесения пленок. Обработка пучками ионов различных газов поверхностей металлов, полупроводников и диэлектриков позволяет существенно понизить высоту неровностей поверхности, то есть добиться ее полировки. Для обработки применяют пучки ионов инертных газов, например, аргона, а также химически активных соединений ? кислорода, фторсодержащих соединений и т. д. Эффект полировки существенно зависит от состава пучка ионов и угла падения ионов на подложку.

Понравилась статья? Тогда поддержите нас, поделитесь с друзьями и заглядывайте по рекламным ссылкам!