Ионная обработка оптических поверхностей.

[ДимСаныч]

Хотелось бы развить тему ионной обработки оптики. В частности услышать мнения специалистов об асферизации астрономических зеркал.
Из соседней темы https://astronomy.ru/forum/index.php/topic,92049.msg1869386.html#msg1869386 имеются такие материалы:
http://lzos.ru/pdf/articles/ion_ray_processing.pdf
http://window.edu.ru/window/library/pdf2txt?p_id=26545&p_page=1

[Piter_Korn]

Дима, ну разовьем эту тему, а что дальше? Будем делать Вакуум и осваивать Технологию?

[GLOK]

Цитата: zlyden от Сегодня в 09:41:28
Судя по исследованию ГОИ, отполировать зеркало в нашем понимании, ионной обработкой не получится. Поскольку всегда остаются дефекты от абразива, ионная обработка позволяет их сгладить.

Вроде как вполне однозначно пишут, что сглаживает микрорельеф и убирает трещиноватость ?

[ДимСаныч]

Дима, ну разовьем эту тему, а что дальше? Будем делать Вакуум и осваивать Технологию?

Мы будем много знать!
А там посмотрим.

[Ivan7enych]

Вроде как вполне однозначно пишут, что сглаживает микрорельеф и убирает трещиноватость ?

Да, технолог в КРАО (на экскурсии по оптическим мастерским) то же самое говорила.

[zlyden]

Цитата: zlyden от Сегодня в 09:41:28
Судя по исследованию ГОИ, отполировать зеркало в нашем понимании, ионной обработкой не получится. Поскольку всегда остаются дефекты от абразива, ионная обработка позволяет их сгладить.

Вроде как вполне однозначно пишут, что сглаживает микрорельеф и убирает трещиноватость ?

"В нашем понимании" - придание окончательной формы. Хотя, судя по работе Лыткарино (ссылка в первом посте) - не всё так однозначно, хотя итог - улучшение СКО. Т.е. придать форму и довести до какого то приемлемого уровня придётся традиционными технологиями. Фишка в другом - нужно ли это для астрономической оптики? Зачем зеркалу 400 - 500мм точность лямбда/10? А астрографу такого калибра лямбда/2 вполне хватит.

[ДимСаныч]

Вот лично я тут увидел ряд преимуществ перед традиционными доводочными методами:
1. Асферизация поверхности, исправление формы.
2. Контроль непосредственно в процессе обработки.
3. Альтернатива асферизации (исправление формы) напылением.
4. Улучшение поверхности.
И наверно ещё есть, пока глубоко не вникал.

[GLOK]

Всё-ж полировка и в нашем и не в нашем понимании есть задание микрорельефа не выше определенных значений...
Асферизация это как-бы побочный продукт полировки...к тому-же из приведенной ссылки не следует что асферизация при ионной полировке невозможна принципиально...

ЗЫ
ДимСаныч более развернуто ответил

[Дмитрий Маколкин]

Скорее всего, речь должна идти о финишной доводке поверхности. Здесь, как всегда, наличествует требование баланса между трудозатратами, предельными возможностями технологии и техническим заданием на конкретную деталь.
Возьмём предельные случаи, ограничившись оптикой умеренного размера и распространенных материалов.
1. Сфера. Понятно, что получение сферической поверхности возможно по классическим технологиям с достаточно высокой точностью. Предельная точность определяется умением мастера и почти не ограничена самой технологией. Т.е. при наличии мастера использование альтернативных технологий формообразования поверхности не нужно, можно справиться классическими методами, причём реализованными на относительно недорогом оборудовании.
2. Асферика с большим градиентом асферичности (десятки нанометров на миллиметр). Здесь, как ни крути, наполировать такую асферику гладко не получится и у большого мастера за неограниченное время - классическая технология полировки не позволит "проломить" сферу до нужной асферичности. Тут масса причин, и ухудшение полируемости при длительной полировке - поверхность "ломается", и целый ряд других. Асферику приходится сначала нашлифовывать а потом прополировывать выглаживая неизбежные зональные ошибки. Вот тут-то и оправдано применение той же ионной полировки как доводочной операции. Дорого, затратно, нужна вакуумная камера, нужен ионный источник с регулируемой, а главное - высоковоспроизводимой функцией съёма. Да и не всякие ошибки можно будет исправить ионной полировкой или нанесением подслоя как это предлагает Б.Ю. Если накопать на поверхности узкие зоны, то выглаживать их ионным пучком может и не получиться, Опять же, интерферометр в вакуумной камере желательно иметь - а это отдельные сложности. Это второй крайний случай.

Всё остальное находится в промежутке, и считать применимость технологии надо в каждом конкретном случае.
Собственно, к чему всё это. А к тому, что идеального и универсального способа доводки точной оптики нет и пока не просматривается. И копья ломать надо не в общем плане, а в каждом конкретном случае.

[GLOK]

Ну вот наконец один славный ответ !
А то удивляешься читая ответы в стиле" хотя это возможно - это невозможно...."

Дима, если не сложно можно чуть подробнее про "..ухудшение полируемости при длительной полировке.."
..т.е. каковы причины ?

[Грехов Михаил]

А что это такое вообще? Каков механизм "полировки"? осаждение на поверхность стекла ионизированного стекла? 

[GLOK]

Мыша...по ссылкам сходить да почитать религия не позволяет ?

[Грехов Михаил]

Позволяет, только в этих ссылках нет никакого общего введения в курс дела.  Тут же (без объяснения физики и механики процесса) переходят к формулам, потокам энергии, анализу и т.п.  Мне бы понять сначала с простых вещей "на пальцах".

[GLOK]

Считай - испаряет...

[Дмитрий Маколкин]

Позволяет, только в этих ссылках нет никакого общего введения в курс дела.  Тут же (без объяснения физики и механики процесса) переходят к формулам, потокам энергии, анализу и т.п.  Мне бы понять сначала с простых вещей "на пальцах".

На пальцах - ионы с достаточной энергией (придаётся ускоряющим электродом, как электроны в кинескопе) попадают на полируемую поверхность. Если энергия иона достаточна, она передавшись атому поверхности позмоляет этому атому преодолеть энергию связи и улететь с поверхности.

[Дмитрий Маколкин]

Ну вот наконец один славный ответ !
А то удивляешься читая ответы в стиле" хотя это возможно - это невозможно...."

Дима, если не сложно можно чуть подробнее про "..ухудшение полируемости при длительной полировке.."
..т.е. каковы причины ?

Гидролиз поверхности полируемого стекла - увеличение полщины слоя такого гидролизированного стекла и его плохая сполировываемость. Ну и насыщение полировальника продуктами гидролиза. Всё это, конечно, сугубо индивидуально для разных стекол.

[ДимСаныч]

А что это такое вообще? Каков механизм "полировки"? осаждение на поверхность стекла ионизированного стекла? 

Во второй ссылке на сайт (где начиная с первой стр. всё расписано http://window.edu.ru/window/library/pdf2txt?p_id=26545&p_page=1 ) есть ещё версия pdf которую можно скачать.

[Завхоз]

Поскольку я имел дело с ионной обработкой поверхностей (не оптических а монокристаллического кварца), то мне представляются три возможных применения ионных источников (ИИ) для различных целей обработки оптики:
первое это снятие нарушенного слоя после механической обработки (полировки). Для этого необходим ИИ диаметром, сравнимым с диаметром оптической детали, угол падения ионов около 0 градусов, планетарное перемещение детали для равномерного съема и хороший теплотвод от детали т.к. при такой ионной обработке на деталь приходится ощутимая тепловая нагрузка (около 1 Вт/см).
Второе - полировка поверхности ионным пучком при больших углах падения ионов для уменьшения шероховатости поверхности после механической полировки.
Третье - устранение зональных ошибок механической обработки небольшим ИИ по сравнению с размером оптической детали. Угол падения ионов около 0 градусов, необходим 2-координатный столик для перемещения оптики и система контроля оптики непосредственно в процессе обработки.

[Serj]

А мне видятся преимущества этой технологии в возможности "непрерывного" интерфереметрического контроля во время обработки. Грубо говоря где много там и сняли - ЧПУ, блин!

[gar298]

при  напылении  с RF  магнетрона    кварцем   в виде  150мм шайбы тоже  типа  травления  происходило  НО более  интенсивно  по  магнитному  полю  магнетрона