亞納米麵形精度離子束拋光理論與方法研究

《亞納米麵形精度離子束拋光理論與方法研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由周林擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：亞納米麵形精度離子束拋光理論與方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：周林
• 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學

中文摘要

短波段光學是光學技術的發展前沿，也代表了國家的重大戰略需求，開展亞納米精度光學製造技術的研究是為了適應這一發展需求，具有重要的戰略和科學意義。項目以極紫外光刻物鏡的研製為背景，基於離子束拋光等最新光學加工手段，開展光學元件亞納米精度生成機制的基礎研究。針對宏微跨尺度誤差亞納米精度一致收斂的生成機理及其規律、工具及工藝形態和不同頻段誤差生成的映射關係以及伴生納米現象的產生規律及其抑制方法等科學問題，從材料原子分子遷移過程中去除、流動和添加共生的新視角，研究原子分子遷移的可控規律，揭示亞納米精度的生成機制；從不同工具和工藝形態對各頻段誤差抑制的有效性入手，研究亞納米精度目標的可製造性條件；創新加工理論和方法，提出有效的亞納米精度一致收斂的光學製造手段。突破光學亞納米製造的瓶頸技術和掌握關鍵理論，為提高我國短波段光學元件的製造水平做貢獻。

結題摘要

當前，不少先進光學系統都需要高精度光學零件，特別是以極紫外光刻、x-射線同步輻射等為代表的短波段光學系統對光學零件的精度要求非常高，優於1nm RMS。高精度光學零件的加工難題已成為短波光學技術發展的瓶頸。因此開展亞納米精度光學製造技術的研究，解決高精度光學零件的加工難題，具有重要的戰略和科學意義。本項目基於離子束拋光等新光學加工手段，開展光學元件亞納米精度生成機制的基礎研究。從材料原子分子遷移過程中去除、流動和添加共生的新視角出發，在傳統的線性模型基礎上，建立了離子束拋光加工中微觀形貌演變的非線性模型，揭示了離子束加工中超光滑光學表面的形貌演變機理機制。項目提出了犧牲層輔助離子束超光滑拋光技術，利用犧牲層增強熔石英表面的平滑效應，抑制了微觀結構的生成，獲得了優於0.2nm RMS的超光滑表面。從工具和工藝形態對各頻段誤差的修正能力入手，研究亞納米精度目標的可製造性條件。從“空頻”聯合域上分析了面形誤差的收斂規律，揭示了不同頻率誤差面形的收斂速度取決於去除函式在此點的傅立葉譜。最後，提出了實現了全頻段誤差一致性收斂的兩條工藝路線：（1）組合添加/去除工藝，（2）組合磁流變/光順/離子束拋光工藝。通過組合工藝，實現了全頻段誤差一致性收斂，加工結果低、中、高頻誤差均優於1nm rms值。通過本項目的研究，形成光學亞納米精度製造的相關理論和方法，突破了光學亞納米製造的瓶頸技術，對推動我國光學加工技術進步，推進相關國家重光學工程實施具有重要支撐作用。項目研究成果突出，國際會議特邀報告一次；發表期刊論文9篇，SCI檢索6篇，EI檢索9篇；申請專利4項，已獲授權2項。