автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.07, диссертация на тему:Асферические и градиентные элементы для оптического и оптико-электронного приборостроения

На правах рукописи

Ссник Богдан Николаевич

АСФЕРИЧЕСКИЕ И ГРАДИЕНТНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ДЛЯ ОПТИЧЕСКОГО И ОПТИКО-ЭЛЕКТРОННОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ.

Специальность: 05.11.07 - Оптические и оптико-электронные приборы

и комплексы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени доктора технических наук

0030В5011

Москва 2007

р.

003065011

Работа выполнена на предприятии ФНПЦ ОАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева».

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Г.М. Мосягин

- доктор технических наук, профессор И. С. Гайнутдинов

- доктор технических наук Л.Н. Магдич

Ведущая организация ФГУП «НПК Государственный оптический

институт им. С.И. Вавилова» (г. Санкт-Петербург)

Защита состоится " 27 " сентября 2007 г. в 15°° часов

на заседании диссертационного совета Д.409.003.01. в ФГУП НИИ «Полюс»

им.М.Ф. Стельмаха» по адресу:

117342, г. Москва, ул. Введенского, д.З.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан " 25 " августа 2007 г.

Ваши отзывы и замечания по автореферату (в двух экземплярах), заверенные печатью, просим направлять по адресу:

117342, г. Москва, ул. Введенского, д.З, секретарю диссертационного совета.

Учёный секретарь диссертационного совета

Ю.А. Кротов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Бурное развитие оптического, оптико-электронного приборостроения и смежных областей науки и техники в настоящее время предъявляет к оптическим системам очень высокие требования.

Наряду с требованиями по повышению выходных оптических и светотехнических параметров, ужесточению весогабаритных характеристик, уменьшению себестоимости изготовления оптических и оптико-электронных приборов и комплексов, одной из актуальных проблем является решение ряда технических задач, связанных с повышением информативности и обеспечения более широких оптических и эксплуатационных характеристик изделий, в частности: возможность одновременного функционирования в нескольких спектральных диапазонах, что очень важно как для изделий специального так и гражданского назначения.

При построении оптических систем на традиционной элементной базе, основу которой составляют линзы из однородного материала и зеркала со сферическими поверхностями, эти требования оказываются противоречивыми и невыполнимыми. Например, высокая коррекция аберраций, необходимая для высокоразрешающих систем, может быть достигнута только за счет большого количества элементов, а это усложняет конструкцию приборов, уменьшает светопропускание, увеличивает весогабаритные характеристики и себестоимость изготовления изделия в целом.

Эти проблемы конструктивно решаются путем применения в оптических системах нетрадиционных элементов: асферических, градиентных, киноформных.

Серьёзным сдерживающим фактором широкого использования вышеуказанных элементов в составе оптических и оптико-электронных

приборов и комплексов является отсутствие относительно недорогих, универсальных технологических процессов, обеспечивающих их изготовление как из оптического стекла, так и из оптических широкоспектральных кристаллов.

С целью усиления функционального влияния нетрадиционных элементов на уменьшение аберрационных и весогабаритных характеристик оптических систем, очень важным является комплексный подход к созданию технологических процессов изготовления гибридных нетрадиционных элементов: асферико-киноформных, градиентно-асферических и т.д.

Сочетание градиентной среды, (показатель преломления является непрерывной функцией f (x,y,z) координат точек изотропной среды), с преломляющими поверхностями позволяет получить весьма высокие оптические характеристики даже у простейших оптических элементов, например, линз.

Например, очень активно рядом отечественных и зарубежных фирм, в частности «LT Ultra», Германия, развивается технология прецизионного алмазного точения, обеспечивающая изготовление как асферических, так и киноформных элементов из металлов, стекла, оптических полимеров, некоторых типов кристаллов в едином технологическом цикле.

Но в свою очередь, внедрение данной технологии требует серьёзных финансовых затрат на приобретение прецизионного оборудования, реконструкцию производственных помещений, с целью обеспечения требуемой термостабилизации, виброустойчивости и т.д.

Таким образом, решение вопросов, связанных с созданием комплексной технологии изготовления нетрадиционных оптических элементов, асферических, градиентных является актуальной научно-технической проблемой, имеющей важное практическое значение.

Цель диссертационной работы заключалась в создании теоретических основ и промышленного освоения изготовления 2

нетрадиционных оптических элементов - асферических и градиентных из стеклообразных и кристаллических оптических материалов, для применения в принципиально новых оптических и оптико-электронных приборах и комплексах.

Для достижения поставленной цели были решены следующие

задачи:

1. Выполнен анализ существующих технологических процессов изготовления асферических и градиентных оптических элементов.

2. Разработаны теоретические основы и проведены исследовательские работы по разработке методов изготовления оптических элементов из шорокоспектральной оптической среды - селенида цинка 2п8е, с максимально высоким качеством поверхности. Определены методы оценки качества оптических поверхностей до нанесения асферизующих слоев и просветляющих покрытий.

3. Разработаны теоретические основы и решены принципиальные вопросы технологии изготовления градиентно-асферических элементов.

4. Выполнены конструкторские работы и модернизация существующего технологического оборудования для выполнения вышеуказанной задачи.

5. Разработаны методы очистки оптических поверхностей непосредственно перед нанесением асферизующих, градиентных слоев и просветляющих покрытий.

6. Разработаны и экспериментально апробированы защитные просветляющие покрытия для гигроскопических оптических кристаллов - ггмогенидов калия и натрия, неоднородные ахроматические просветляющие покрытия для германия, сульфида цинка и селенида цинка, для спектрального диапазона 2.0 + 14.0 мкм.

7. Внедрена промышленная технология изготовления асферических элементов из германия, изготовлены и аттестованы экспериментальные образцы из селенида цинка (2пБе). Выполнен конструкторский расчет и изготовлен экспериментальный образец градиентно-асферического элемента для использования в видимом диапазоне спектра.

Достоверность и обоснованность результатов проведенных исследований определялась проверкой экспериментальных и серийно изготовленных образцов оптических элементов, а также проведением оптических и эксплуатационных испытаний оптических и оптико-электронных приборов и комплексов; сравнением результатов теоретических расчетов с результатами экспериментальных работ.

На защиту выносятся следующие положения:

1) Разработанный способ вакуумной асферизации обеспечивает изготовление, с высокой точностью и воспроизводимостью, асферических элементов из оптических стекол и кристаллов диаметром до 200 мм.

2) Вакуумная градиентная асферизация обеспечивает изготовление в едином технологическом цикле принципиально нового оптического элемента, сочетающего в себе градиентность оптической среды и асферичность рабочих поверхностей произвольных порядков.

3) Высокие точностные возможности предлагаемых технологических процессов обеспечиваются контролем технологических параметров с помощью акустооптического спектрофотометра в реальном масштабе времени.

4) Технологический процесс изготовления подложек из оптических кристаллов для нанесения асферизующих слоев и оптических покрытий обеспечивает высокую степень точности по

геометрическим параметрам и минимальную степень шероховатости оптических поверхностей.

5) Разработанный математический метод определения площади функциональной маски позволяет обеспечить изготовление высокоточных асферических поверхностей.

6) Разработанная технология нанесения неоднородных ахроматических просветляющих покрытий для германия (2.0 -ь 12.5 мкм), селенида цинка (0.5 + 12.5 мкм).

7) Разработанная технология нанесения защитных просветляющих покрытий на оптические элементы из гигроскопических кристаллов (типа NaCl, KCl), что позволяет использовать оптические элементы из этих кристаллов в приборостроении с жесткими требованиями по устойчивости к влажной атмосфере с широким рабочим диапазоном от 2,0 - 12,5 мкм.

8) Метод очистки оптических поверхностей перед нанесением покрытий обеспечивает нанесение требуемых покрытий с высокой механической и лучевой прочностью, с отсутствием окисных и других пленок на поверхности оптического элемента.

Научная новизна. В диссертационной работе впервые проведен комплекс теоретических, экспериментальных и производственных исследований, позволивший разработать принципиально новую концепцию изготовления асферических и градиентных элементов, необходимую для создания оптических и оптико-электронных систем и комплексов, с улучшенными оптическими, весогабаритными и эксплуатационными характеристиками. Для этого:

1. Предложена конструкторско-технологическая концепция создания градиентно-асферических элементов и на ее базе выработаны

принципы изготовления оптических элементов с новыми коррекционными возможностями.

2. Выполнены теоретические и экспериментальные исследования, с целью разработки основ промышленной технологии изготовления высокоточных оптических элементов с асферическими поверхностями и градиентностью показателя преломления оптической среды в едином технологическом процессе.

3. С целью подтверждения вышеуказанной концепции произведен расчет и изготовление экспериментального образца градиентно-асферического элемента. Получено а.с.2065992.

4. Разработана комплексная технология изготовления оптических элементов, включая асферические, из гиперспектральных оптических кристаллов, работающих в диапазоне от 0,5 до 14 мкм, с целью создания технологической базы для изготовления многоспекральных оптических и оптико-элекгронных приборов и комплексов.

5. С целью практического внедрения теоретических и исследовательских разработок, изложенных в диссертации, проведены работы по модернизации существующего вакуумного оборудования.

6. Теоретические основы получения градиентных слоев успешно адаптированы для решения задачи изготовления сверхдиапазонных ахроматических просветляющих покрытий для спектрального диапазона от 2,0 до 12,5 мкм.

Практическая значимость и реализация результатов работы;

1. Разработан высокопроизводительный технологический процесс, обеспечивающий изготовление в едином технологическом цикле принципиально новых оптических элементов диаметром до 200 мм, сочетающих в себе градиентность оптической среды и асферичность формы рабочих поверхностей с высокой точностью и воспроизводимостью.

Возможности предлагаемого технологического процесса обеспечивают получение асферической поверхности, заданной уравнением произвольного порядка и необходимого осевого распределения показателя преломления, заданного уравнением произвольного порядка.

Новизна технических решений подтверждается патентами № 2065192, 2078467, 2078468 (РФ).

Разработанная комплексная технология изготовления асферических элементов состоит из целого ряда принципиально новых технологических процессов. В частности:

разработана и внедрена технология прецизионной обработки оптических кристаллов с целью получения требуемых по точности геометрических параметров и минимальной шероховатости оптических поверхностей ( в пределах 12 - 15 .Ä) с целью улучшения светотехнических и адгезионных характеристик наносимых просветляющих покрытий, а также градиентных и асферических слоев, предложена методика световой очистки оптических поверхностей, непосредственно в камере вакуумной установки.

отработана и внедрена технология нанесения защитных просветляющих покрытий на оптические элементы из гигроскопических кристаллов (KCl, NaCl).

используя технологию нанесения градиентных слоев, разработана методика нанесения неоднородных ахроматических покрытий с рабочим диапазоном от 2,0 до 12.5 мкм. Изготовлены и исследованы образцы оптических элементов из германия с нанесенным неоднородным покрытием.

3. Выполнение конструкторских и экспериментальных работ по модернизации существующего отечественного вакуумного оборудования (ВУ-1А, ВУ-2М), с применением акустооптических спектрофотометров типа АОБ-ЗБ, А08-4\¥8 для решения задач, связанных с диссертацией, параллельно позволило резко повысить функциональные возможности существующего технологического оборудования. В частности, для изготовления особосложных оптических покрытий, работающих одновременно в различных спектральных диапазонах, стало возможным использовать технологию нанесения неравнотолщинных слоев, вносить коррекцию в наносимые покрытия в реальном масштабе времени.

4. Использование промышленной технологии изготовления асферических элементов из оптических кристаллов, в частности, из монокристаллического германия, позволило изготовить целую гамму тепловизионных объективов и модулей для оптико-электронных приборов и комплексов, имеющих важное государственное значение, как гражданского, так и специального назначения, тем самым, обеспечив улучшенные оптические, светотехнические, весогабаритные характеристики.

Акты внедрения прилагаются. Таким образом, решена научно-техническая задача в диссертации, имеющая важное значение для оптической промышленности Российской Федерации. Апробация работы и публикации:

Основные результаты работы докладывались на всероссийских и международных конференциях и семинарах.

• VI Всероссийский семинар. Проблемы теоретической и прикладной электронной и ионной оптики. Москва 28-30 мая 2003г.

• XI Международная конференция. Оптика лазеров - 2003. С.Петербург, июль 2003г.

• IV Межведомственная научно-практическая конференция. Информационные оптико-электронные технологии в военном деле. (Оптика для обороны и безопасности -2004) г. Сосновый Бор, Ленинградской области, 28-29 января 2004г.

• XVIII Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения. Москва, 25-28 мая 2004г.

• VI Международная конференция. Прикладная оптика. С.-Петербург, октябрь 2004г.

• VII Всероссийский семинар. Проблемы теоретической и прикладной электронной и ионной оптики. Москва 25-28 мая 2005г.

• I Международный форум. Оптика -2006. Москва, 29-30 сентября 2005г.

• XIX Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике и приборам ночного видения. Москва, 23-25 мая 2006г.

• XI Международная научно-техническая конференция. Наукоемкие химические технологии - 2006. Самара, 16-20 октября 2006г.

• Научно-техническая конференция. Направления и проблемы развития ракетно-космической обороны. ОАО МАК "Вымпел", Москва, 14 декабря 2006г.

• VIII Всероссийский семинар «Проблемы теоретической и прикладной электронной оптики». г.Москва, май 2007 г.

• XIII конференция «Высокочистые вещества и материалы. Получение, анализ, применение». г. Нижний Новгород, май 2007 г.

По материалам диссертации опубликовано и сдано в печать 46 печатных работ, приведенных в списке литературы в конце автореферата.

Личный вклад автора

Диссертация написана по материалам исследовательских и экспериментальных работ, выполненных лично автором, при его непосредственном участии или под его руководством. Автором выполнены исследования, определившие положения и методики. Соавторство, в основном, относится к практической реализации и выполнении части экспериментальных исследований.

Структура и объем диссертации.

Работа состоит из введения, шести глав, заключения, приложения и списка литературы из 242 наименований. Текст изложен на 225 страницах и сопровождается рисунками. Общий объем диссертации составляет 256 страниц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность проведенных исследований, сформулирована цель работы, определена научная новизна и практическая ценность полученных результатов, изложены защищаемые положения.

В первой главе рассмотрены современные тенденции в расчетах оптических систем. В настоящее время проблемы улучшения выходных оптических, светотехнических, весогабаритных характеристик, уменьшения себестоимости изготовления оптических, оптико-электронных приборов и комплексов решаются за счет использования асферических, градиентных, киноформных элементов. Существует несколько типов пакетов математических программ, обеспечивающих полный расчет оптических систем, с использованием нетрадиционных элементов, и быстродействующие ЭВМ позволяют эти расчеты провести за сравнительно небольшое время, с получением всех необходимых параметров. Использование вышеуказанных элементов позволяет существенно уменьшить количество оптических компонентов в общей схеме, что очень важно в отношении себестоимости их 10

изготовления, особенно для приборов и комплексов, работающих в среднем и дальнем ИК-диапазонах (очень высокая стоимость используемых оптических кристаллов: германия Ge, сульфида цинка ZnS, селенида цинка ZnSe и т.д.).

Применение асферических поверхностей (АП) и градиентных элементов в одной оптической системе позволяет совместить преимущества этих оптических элементов с целью увеличения качественных характеристик системы и уменьшения её габаритов и массы. Это убедительно доказывают разработки оптиков-расчётчиков. Рассмотрим некоторые из них. Одиночная положительная линза с одной АП второго порядка может применяться в качестве микрообъектива при числовой апертуре не более 0.25 ... 0.3, а линза с одной АП 14-го порядка обеспечивает апертуру 0.47, то же самое достигается в линзе с двумя АП 6-го порядка.

В одиночной линзе, изготовленной из градиентной среды, достигается числовая апертура 0.2...0.7. Однако достижение числовой апертуры 0.7 обеспечивается применением функции распределения показателя преломления (РПП) уравнения 10-го порядка:

При этом увеличение порядка уравнения АП и функции распределения показателя преломления связано, как правило, с усложнением технологического процесса изготовления данных элементов.

При совместном применении АП и градиентной линзы увеличение числовой апертуры возможно при меньших порядках уравнений АП и функции РПП. Так, достижение числовой апертуры 0.47 возможно при втором порядке уравнения функции РПП:

2 2 П2 = п20

[l-(gr)2+h4(gr)4+h6(gr)6+...\

[1]

п = п0 +п1г2 + п2г4 +п3г6 + ...,

[2]

и восьмом порядке уравнения АП:

/г

г =

2

+ Еу4 +Ру6 +ву8 + Ну10 + ...» [3]

Применение двух АП восьмого порядка с градиентной средой с функцией РПП второго порядка позволяет увеличить числовую апертуру до значения 0.8, в то время, как применение двух АП 6-го порядка на однородной линзе позволяет достигнуть числовой апертуры 0.47. Эффективно также совместное применение АП и градиентных элементов в фотообъективах и вариообъективах.

Анализ рассмотренных примеров показывает несомненные преимущества совместного применения АП и градиентных сред для достижения качественных характеристик оптических систем и уменьшения количества линз. Однако при этом значительно возрастают требования к технологии изготовления подобных систем, а также возрастает стоимость и длительность их получения, связанная с тем, что нанесение АП и получение градиентной среды продолжительны во времени. Несомненно, что формирование АП и градиентной среды в едином технологическом процессе позволило бы значительно сократить продолжительность получения нетрадиционных элементов, а также снизить себестоимость изготовления оптической системы. Одним из путей решения данного вопроса является получение АП методом вакуумного напыления с одновременным управлением изменения показателя преломления в напыляемом слое. В данном случае может быть обеспечено необходимое распределение показателя преломления. При этом достигается толщина градиентного слоя до 100 мкм. Надо отметить, что подобная проблема с точки зрения управления аберрациями в оптической системе до настоящего времени не рассматривалась.

Вторая глава посвящена современному состоянию разработок в области технологий изготовления прецизионных асферических и градиентных оптических элементов.

Рассмотрены основные методы изготовления асферических поверхностей:

— механические методы шлифования и полирования с помощью упругого инструмента или маски;

— методы прецизионного литья под давлением оптических полимеров;

— метод алмазного точения;

— метод ионной обработки поверхности;

— метод вакуумной асферизации.

К конструктивным характеристикам градиентного оптического элемента (ГОЭ), которые ограничены возможностями технологии, следует отнести: глубину Лб градиентного слоя, максимальный перепад (крутизну) показателя преломления, а также функцию распределения показателя преломления (РПП), достигаемую с помощью известных технологий. Параметр Лб в линзах с радиальным РПП ограничивает максимальный диаметр градиентного элемента, а в линзах с осевым и сферическим РПП -толщину градиентного слоя. Параметр Ап, при известном законе РПП, ограничивает числовые значения постоянных коэффициентов функции. Параметры А(], ЛП в совокупности с законом РПП определяют практическую возможность использования ГОЭ в оптических системах. Градиентные среды с функцией РПП, имеющей допустимую воспроизводимость и линейный закон изменения функции по глубине градиента, более целесообразны для серийного производства.

Таблица 1

Характеристика методов изготовления градиентного материала по параметрам Ас1 и Лп

№№ п/п Метод изготовления Ас!, мм лп

1. Нейтронная иррадиация 0.1 0.02

2. Химическое осаждение из паров 0.1 0.01

3. Ионный обмен 10 0.04

4. Полимеризация 100 0.01

5. Ионное наполнение 50 0.04

6. Выращивание кристаллов 20 0.05

Технологические возможности указанных методов с учетом небольшого перепада показателя преломления, низкой воспроизводимости функции распределения показателя преломления, других недостатков, не могут быть использованы для изготовления точных градиентных элементов в условиях серийного производства.

Оптически неоднородные слои, нанесенные на стеклянную подложку вакуумными методами, имеют высокую точность и воспроизводимость функции распределения показателя преломления, требуемые геометрические размеры и градиент показателя преломления более 0.1.

Третья глава посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию процессов обработки оптических кристаллов.

Разработка покрытий, корректирующих форму поверхности оптических деталей, включает в себя проведение работ по нескольким направлениям. Во-первых, это поиск материалов слоев и подложек, обеспечивающих получение, как рабочих элементов системы оптического прибора, так и корректирующих слоев с малыми потерями на поглощение и обеспечивающих полную работоспособность и устойчивость при условиях эксплуатации готового элемента в каких-либо приборах. Во-вторых, разработка конструкции корректирующего покрытия, обеспечивающей

получение необходимой формы поверхности, максимально приближающейся к заданной. В-третьих, это разработка технологии нанесения покрытия, обеспечивающая получение максимально ровных поверхностей слоев для получения малого рассеяния излучения. При этом необходимо получение исходных поверхностей оптических элементов (подложек) максимально высокого качества, так как все дефекты поверхности подложки неизбежно наследуются покрытием и тем или иным способом ухудшают работу прибора в целом. Таким образом, четвертым направлением работ оказывается специальное исследование и описание подложек для изготовления покрытий.

При работе в видимой и ближней инфракрасной области спектра существует большое количество материалов, для которых все эти требования выполняются с большим запасом. В средней и дальней инфракрасной области спектра выбор материалов элементов оптики невелик и оценка их оптических свойств становится существенной, хотя бы для определения величины допуска на толщину. Кроме этого, естественно, подложка должна быть устойчивой и достаточно жесткой, чтобы ее полированная поверхность не изменялась во времени самопроизвольно и при удалении возможного загрязнения.

Полупроводниковые кристаллы, обладающие резкой границей перехода от хорошей прозрачности к полной непрозрачности, активно используются в инфракрасной области спектра. Подбор материала подложки в этом плане может быть выполнен по положению требуемой полосы прозрачности оптического элемента с использованием каталога цветного стекла или справочных данных по оптическим свойствам материалов, например, при обязательном учете остальных физико-технических характеристик, учитывающих условия эксплуатации готового изделия.

Одной из актуальных задач сегодняшнего дня является решение ряда технических задач, связанных с расширением возможностей оптико-электронных систем и комплексов, а именно: возможность одновременного функционирования в видимом и ИК-диапазонах, что очень важно, как для

изделий специального, так и гражданского назначения (повышение информативности и обеспечение более широких эксплуатационных характеристик изделий).

Некоторые оптические кристаллы, а именно: сульфид цинка, селенид цинка, обладают расширенным спектральным диапазоном пропускания, что в свою очередь, позволяет на их основе разрабатывать оптические многоспектральные системы.

В главе подробно рассмотрены методы получения оптического поликристаллического сульфида цинка его физико-химические и

оптические характеристики. Очень подробно представлена информация по селениду цинка 2пБе, его свойствам, методам получения, просветляющим покрытиям, основным направлениям применения этого материала в мире.

Качество любого покрытия на поверхности оптической детали в первую очередь определяется процессами обработки этой поверхности. При этом проявляются три основных момента. Шероховатость поверхности подложки, приводящая при нанесении покрытия к появлению флуктуаций толщины слоя и рассеянию излучения. Значительная толщина нарушенного процессом обработки слоя на поверхности подложки приводит к флуктуациям электрического рельефа. Появление флуктуаций электрического рельефа, как следствие, приводит к ухудшению структуры слоев покрытия и появлению флуктуаций толщины растущих слоев. Недостаточная очистка поверхности перед нанесением покрытия. Наличие на поверхности подложки адсорбированных инородных материалов (загрязнения поверхности) также приводит к ухудшению структуры растущих слоев и флуктуациям толщины слоев. Кроме того, наличие загрязнения на поверхности подложки приводит к снижению устойчивости покрытия к воздействию эксплуатационных факторов. Рассмотрена возможность оценки качества обработки поверхности подложки, так как качество поверхности подложки является определяющим

для получения всех видов покрытий с заданными оптическими свойствами и устойчивых в процессе их использования в составе оптических приборов.

Учитывая особую актуальность этого материала для развития оптических технологий, представлены результаты экспериментальных и исследовательских работ шлифования-полирования, состояния поверхности подложки, в зависимости от технологических режимов обработки.

Определена методика измерения шероховатости, представлены статистические данные о влиянии шероховатости поверхности на степень рассеяния, а также методика измерения интегрального рассеяния на поверхности подложки из селенида цинка.

Измерения рассеян™ дали возможность оценить шероховатость полученных поверхностей. На различных образцах величина шероховатости находилась в интервале 12-15 А, что соответствует высокому классу обработки поверхности.

В главе 4 представлены основные принципы формирования градиентно-асферических слоев.

Смысл вакуумной асферизации заключается в нанесении методом испарения и конденсации в вакууме на сферическую поверхность оптического элемента слоя вещества, изменяющего радиус кривизны поверхности заданным образом.

Очевидно, что изменение радиуса кривизны возможно только в том случае, когда толщина этого слоя будет закономерно изменяться на поверхности. Это возможно при условии нанесения вещества на оптическую поверхность через функциональную маску.

Оптические свойства интерференционных покрытий на плоских поверхностях зависят, в первую очередь, от толщины слоев, составляющих покрытие, и, соответственно, от их распределения по поверхности подложки. Функция распределения толщины слоев покрытия зависит от взаимного

расположения покрываемой поверхности и испарителя, их геометрической формы и эмиссионных характеристик испарителя.

При решении задач вакуумной асферизации распределение толщины пленки по поверхности подложки имеет первостепенное значение, так как это распределение характеризует форму поверхности оптического элемента, что и является основной функцией такой пленки. Вопросам распределения толщины слоя при его нанесении испарением материалов в вакууме посвящено достаточно много работ, но в большинстве работ рассматривалась только возможность получения равномерного значения распределения толщины в заданной точке поверхности или довольно слабой неравномерности для возможности изменения свойств интерференционного покрытия. Решение задач вакуумной асферизации требует получения пленок с распределением, обеспечивающим получение больших градиентов по толщине, так как именно этот градиент и обеспечивает получение поверхности заданной формы.

Рис. 1. Представление нанесения покрытия на внутреннюю «а» и внешнюю «б» сферическую поверхность. И - испаритель, О - центр сферы, г -радиус сферы, ф - полярный угол, определяющий положение точки на сфере, со - угловая скорость вращения сферы вокруг оси 00.

Для решения этой задачи и разработан математический метод определения площади функциональной маски для вакуумной асферизации оптических поверхностей.

h(r)=,F(r)-c.fC0Sn^;3C0SYdt, [4]

о L"

где F(r) - площадь маски на радиусе г, Т - полное время нанесения пленки толщины Max h(r), которая требуется для выполнения задания.

Формула [4] определяет распределение площади маски, перекрывающей поток паров на покрываемую поверхность, при заданном распределении h (г).

Вероятное значение распределения конденсата по приемной поверхности определяется как:

3

h(r) = h0(r) + cX<Dk> [5]

k=l

где Фк - поправочные функции.

Окончательная форма маски определяется по [4] с учетом случайного процесса [5] и маска, при этом, зависит от принятой технологии, качества мишени и квалификации оператора. Все эти обстоятельства затрудняют процесс расчета маски и, кроме того, сохраняют элемент случайности в определении толщины пленки в локальной точке поверхности подложки.

Наибольшая равномерность покрытия достигается при d=0. Кроме того, в этом случае меньше изменяется величина L и меньше сказывается вариации п. С точки зрения получения равномерного покрытия или чистой асферизации, т.е. получения покрытия с заданным профилем изменения толщины пленки по радиусу именно эту точку и следовало бы выбрать для положения испарителя. Однако в общем случае асферизации речь идет не только о заданном профиле толщины пленки, но и заданных градиентах показателя преломления в этой пленке. Получение градиента возможно только при получении пленки испарением двух материалов из различных источников. При этом необходимо сохранить одну и ту же маску, которая в этом случае

должна располагаться непосредственно вблизи подложки. Выполнение этого требования возможно только при симметричном расположении двух испарителей относительно оси вращения подложки.

На рисунках 2-3 показаны принципы выбора маски для проведения вакуумной асферизации, принятые на нашем заводе.

90и-Ю1

1 0« ЯД?/, ръ, * !%. для ¿к .18- 12!т т ОПЗ-т-Я

2 ЯиВнение паберваст Л

/ . /' - -209.509Х - К76ЫШ' - Ю09х' -6.6680956х,-229712Ш'.

1 Козффицивт грасуааня Г нежееО.92 после наесенш гросбешсщего гщытя О инперйале для болн от 866 до 122 юн

йПгл -

-

ОАюрак -

Д&ГИГ&Р. -

и -

Бессбшън

/Ь-ъригш,

№

05"

8 ■ '2

Р» ИГ

иг 2

л И

а 15"

Зг -

6Р *

Рв К1

Г 517•

» -50.6С

Гг 55.62ш

(№4 28.8

№ ПО

Т0Ш6

Линза

Германии КГ0-1А-38 N/,84-522-69

232 И

Рис. 2. Конструкторская документация линзы из германия

Рис. 3. Чертеж функциональной маски

Для эффективного использования слоя в качестве своеобразного "инструмента", управляющего ходом лучей, необходимо обеспечить заданное расчетом распределение показателя преломления в слое.

Обеспечить на практике требуемое изменение показателя преломления в слое, выполняя при этом законы распределения показателя преломления (осевой, сферический градиенты показателя преломления), можно посредством использования следующей схемы технологического процесса.

Потоки парообразных пленкообразующих материалов, распространяющиеся в вакуумной камере из двух или более испарителей, работающих одновременно, смешиваются в процессе движения от испарителей к приемной поверхности оптического элемента.

Варьируя параметрами режимов питания испарителей и ,

можно регулировать концентрации испаряемых материалов в общем потоке, а, следовательно, и состав конденсата, формирующего слой на приемной поверхности оптического элемента.

> ГбяпйДои >Ьвч*<№ 9 ГЦ Лли,1 Л (9

Эта схема технологического процесса одновременно обеспечивает конструктивное сочетание в одном оптическом элементе асферичность геометрической формы и градиент показателя преломления за счет нанесения через маску в вакууме градиентно-асферического (коррекционного) слоя.

оптическая

О

деталь

К 1\ !\ Л 1У\ А А /| //

\ I \ I \ / \ / \/ \/ I / I / /

\| \| \/ \ \ \ к X

\ |\,\ I \ V .

\ I \ \ \ \ <

1 1 VI 1 1 1

\ 1 I

1 /\лл

\

V V

/ / У V

' ///ХМ , / / / Л

!// /Л7//

I /

У У "

N Л / А /I

/ V !

ууи '

\'\Л \

\ЛЛ \ \ 1

ЛА V \ *

I

I I I

\ I ' / ' 1 " // I 1 ' / ' /7/

N \ \ \ 1

'Л\\ \ \ \ I \\\\ \ \ \ 1

\\V\0 \ '

Уч\ \ \ \ I К

I

^ конденсат

Рис. 4. Схема нанесения коррекционного слоя испарением одновременно двух разных пленкообразующих материалов из двух испарителей.

При нагреве оптического элемента перед нанесением коррекционного слоя под воздействием излучения автоматически регулируемого электронагревателя через определенный промежуток времени от начала

нагрева наступает состояние теплового равновесия. С началом же процесса испарения пленкообразующих веществ тепловой баланс предыдущего состояния нарушается, так как начинают действовать дополнительные факторы нагрева:

— перенос тепла разогретыми до высоких температур молекулами испаряемого материала от испарителя к оптическому элементу;

— радиационный нагрев оптического элемента от излучения, разогретого до очень высоких температур испарителя с испаряемым материалом. Вследствие воздействия указанных факторов на оптическом элементе

происходит рост температуры, которая существенным образом влияет на механизм конденсации и формирование структуры коррекционного слоя, что, в свою очередь, приводит к изменению во времени значений коэффициента конденсации и оптической однородности слоя (изменение величины показателя преломления в слое).

Очевидно, что эти обстоятельства играют негативную роль в процессе традиционной вакуумной асферизации, при которой неизменность показателя преломления в слое является как раз определяющим фактором, влияющим непосредственно на точностные параметры изготавливаемых асферических поверхностей. Указанные негативные обстоятельства можно с пользой применить в процессах изготовления градиентно-асферических коррекционных слоев, но при условии, что эти, так называемые "негативные" обстоятельства будут управляемыми.

Анализ температурно-временной диаграммы показывает, что теоретически существует возможность управления температурой оптического элемента, а, следовательно, создания требуемых условий для изменения показателя преломления в наносимом слое.

Таким образом, если обеспечить возможность управления важнейшими параметрами режимов техпроцесса (степень вакуума, температура оптического элемента, скорость нанесения слоя), то можно

получать коррекдионные слои с изменяющимися значениями показателя преломления в определенных пределах, в соответствии с расчетным законом распределения показателя преломления.

Для того, чтобы построить технологический процесс нанесения конкретного градиентно-асферического слоя, необходимо иметь в наличии следующую исходную информацию:

— математическое уравнение АП, рассчитанное для оптического элемента, подлежащего изготовлению;

— математическое уравнение, описывающее закон распределения показателя преломления в градиентно-асферическом слое;

— математическое уравнение, описывающее пространственную геометрию поверхности наносимого слоя на приемную сферическую (плоскую) поверхность оптического элемента, подлежащего корригированию, в отсутствии функциональной маски.

На основании требований пункта 2 подбираются исходные пленкообразующие материалы, а также назначаются параметры технологических режимов нанесения слоя в вакууме с требуемым градиентом показателя преломления.

Разработана методика, позволяющая получать исходные пленкообразующие материалы с необходимыми значениями показателей преломления из числа серийно выпускаемых в промышленности и широко применяемых в оптическом производстве.

Глава 5 посвящена модернизации технологического оборудования и оснащения для градиентной асферизации точных оптических элементов.

Вакуумная асферизация является одним из перспективных направлений промышленного производства оптических элементов, обладающих сложной и точной геометрией рабочих поверхностей,

изготовление которых традиционными методами либо не представляется возможным, либо чрезвычайно трудоемко.

Технологические возможности процессов вакуумной асферизации, и, тем более, градиентной, во многом определяются конструктивными особенностями устройств и инструмента, с помощью которых они реализуются.

При выборе технологического оборудования и разработке оснащения были использованы результаты исследований автора по градиентной асферизации. Создание необходимого оборудования было подчинено требованиям геометрии получаемых поверхностей оптических элементов, по точности соответствующим значениям 1"-5" (по углу отклонения нормали).

В качестве базовых установок выбраны серийно выпускаемые промышленностью СНГ вакуумные установки марок ВУ-2М и ВУ-1А. Этот выбор диктовался тем, что для реализации промышленного производства оптических элементов с асферическими поверхностями необходимо иметь легко заменяемые и ремонтируемые вакуумные установки, полностью приспособленные под использование отечественных материалов. Именно такими установками являются отечественные ВУ-1А и ВУ-2М.

В ходе разработки устройств учитывались технические характеристики вакуумных установок ВУ-2М и ВУ-1А, технологические возможности вакуумных камер в части наиболее полного использования узлов, систем и механизмов, которыми оснащены установки. Разработано и реализовано внутрикамерное устройство, предназначенное для формирования как преломляющих, так и отражающих оптических элементов диаметром до 200 мм. Это же устройство позволяет осуществить градиентную асферизацию оптических деталей.

На рисунке 5 показаны основные узлы, детали и механизмы внутрикамерного устройства с "классической" схемой взаимного расположения функциональных узлов и элементов в вакуумной камере.

Рис. 5. Схема внутрикамерного устройства. 1-система фотометрического контроля толщины слоев, 2-испарители, 3-экран-заслонка, 4-функциональная маска, 5-базовая плита, б-держатель оптического элемента, 7-обрабатываемый оптический элемент, 8-электронагреватель оптического элемента, 9-кассета для размещения и механизм смены контрольных образцов-свидетелей, 10-механизм вращения оптического элемента, 11-стенки визуальной камеры.

Самой сложной проблемой технологического процесса изготовления градиентных оптических элементов является контроль наносимого в вакууме слоя, точнее, таких основных параметров, как переменный показатель преломления слоя и его оптическая толщина. Традиционно применяемые в практике нанесения оптических вакуумных покрытий методы и средства контроля покрытий являются малопригодными, так как все они предусматривают постоянство показателя преломления в контролируемом покрытии.

В результате проведенного анализа и исследований установлено, что преодолеть специфические трудности в технологии получения градиентных слоев напылением в вакууме можно с помощью акусгоопгаческих стгсктрсфотомстров А05-3&-1 или АОЯ-ЗБГО, предназначенных для оптического контроля диэлектрических покрытий в процессе напыления в реальном масштабе времени.

Отличительные характеристики техпроцессов нанесения в вакууме коррекционных слоев, а именно, необходимость проведения длительного непрерывного испарения исходного пленкообразующего материала с соблюдением специфических технологических условий во время всего технологического процесса, формируют особые требования к работе испарительных систем.

Испарительные системы должны обеспечивать:

— загрузку большого количества исходного материала для испарения;

— стабильные эмиссионные характеристики;

— надежную длительную работу испарителя.

Для формирования слоев с равновесным структурным состоянием и стабильными оптическими и эксплуатационными параметрами необходимо соблюдать принцип адекватности условий в течение всего технологического процесса наращивания слоя в вакууме, причем корреляция составных частей

этих условий должна быть оптимальной для конкретных материалов асферизующего слоя и подложки. Для создания адекватных квазиизотермических условий формирования асферизующего слоя определены математические зависимости термодинамической системы «подложка-асферизующий слой», проанализирована теплофизика процесса и выявлены возможные пути управления теплофизическими явлениями. Реализация предложенной математической модели на практике подтвердила состоятельность основных принципов теоретических изысканий при создании технологии вакуумной асферизации высокоточных оптических элементов ИК-диапазона.

(3, отн.ед. 1,00

0,90 0,80 0,70

1 2

0

90

180

270 Шин

Рис. 6. Изменение коэффициента конденсации германия в процессе вакуумной асферизации:

- кривая 1 характеризует вариант без квазиизотемических условий;

- кривая 2 характеризует вариант квазиизотермических условий (управляемая термообработка).

Перед загрузкой в вакуумную камеру все поверхности оптических элементов проходят тщательную очистку. Однако после этого на поверхности

остается слой адсорбированных атмосферных газов, т.е. воды, СО, СОг, поступающих на очищенную поверхность после обработки. Покрытие, осаждаемое на поверхность со слоем адсорбированных газов, имеет сниженную энергию адгезии и может в некоторых случаях отслаиваться. Это становится возможным из-за того, что в покрытиях практически всегда возникают внутренние напряжения, а при слабой связи покрытия с подложкой усилия, вызываемые напряжениями достаточны для срыва покрытия. Кроме того, при начале процесса откачки вакуумной установки, за счет адиабатического охлаждения газа под колпаком происходит дополнительная сорбция атмосферных газов и паров вакуумных масел, мигрирующих из вакуумных насосов, что только снижает энергию адгезии покрытия. Для предотвращения этого, перед началом высоковакуумной откачки проводится финишная очистка поверхностей разрядом при давлении под колпаком порядка 10"2 - 10"3мм рт. ст. Этот процесс давно отработан и применяется повсеместно.

Однако, газовый разряд, обеспечивающий очистку и активацию поверхности за счет бомбардировки заряженными ионами, приводит дополнительно к появлению на поверхности инородных частиц и увеличению поверхностного поглощения за счет дополнительной аморфизации поверхностного слоя. Анализ литературы показал, что этих эффектов можно избежать, если использовать облучение покрываемой поверхности перед нанесением покрытия светом импульсной лампы. При этом необходимость в газовом разряде отпадает. Следует отметить, что десорбция адсорбированных газов излучением импульсных ламп происходит уже при достижении высокого вакуума, т.е. практически полностью исключается возможность сорбции на покрываемую поверхность посторонних веществ во время продолжения откачки вакуумной системы. Кроме того, использование световой очистки позволяет несколько уменьшить аморфизованный слой на покрываемой поверхности, что также оказывается существенным плюсом. Опробован этот

процесс при использовании импульсной лампы ИФП-2000 с кварцевой колбой. Так же, проведена оценка энергии светового импульса, приводящего к десорбции адсорбированных на поверхности газов.

Процесс финишной очистки поверхности световым излучением лампы ИФП-2000 удобно использовать как составную часть общей технологии нанесения покрытий любого назначения.

Использование этого процесса для оптической технологии не менее важно, чем процесс очистки поверхности от адсорбированных газов, так как при этом уменьшается поглощение в приповерхностном слое оптического элемента. Это дополнительный фактор, свидетельствующий в пользу использования световой очистки поверхности оптических элементов.

В главе 6 представлены конкретные примеры практического применения технологии вакуумной асферизации для изготовления оптических элементов из кристаллов для тепловизионных приборов и комплексов, имеющих важное государственное значение.

В качестве примера высококачественного конкурентно-способного тепловизионного объектива, изготовленного с учетом применения вакуумной технологии и рационального подхода к расчету оптической схемы, представлен пример 2-х линзового объектива для изделий специального и гражданского назначения.

1. Фокусное расстояние Г=50 мм.

2. Относительное отверстие 1:1,1.

3. Линейное поле в пространстве изображений 2у=9,4 мм.

4. Коэффициент пропускания т для участка спектра 8-^12,5 мкм не менее 0,88.

LRYOUT

FRI OCT 14 2005

TOTRL LENGTH: 69.22616 MM

E:\ZE«-LENS\ \E \TPl £0-111.ZM

CONFXGURRTIQN 1 OF 1

Рис. 7. Оптическая схема объектива

TS DIFF. LIMIT ITS 0.0000 DEG ITS 5.H000 DEG

0.00 8.50

SPHTIRL FREQUENCY IN CYCLES PER MILLIMETER

POLYCHROMHTIC DIFFRACTION MTF

FRI OCT 14 200S

□ПТН FOR 10.6000 TO 10.6000 MICRONS.

E:\ZEIRENS\ \£ \1PL58-Hl.aix

CONFIGURATION 1 OF 1

Рис. 8. Расчетная функция передачи модуляции объектива (ФПМ)

Модернизация отечественных вакуумных установок ВУ-1А и ВУ-2М совместно с НИИ «Полюс» и МГУ им. М.В. Ломоносова, с целью освоения технологии градиентной асферизации, значительно расширила их функциональные возможности, тем самым обеспечив изготовление высококачественных оптических покрытий, работающих как в отдельных, так и одновременно в различных спектральных диапазонах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе проведен комплекс теоретических, экспериментальных и производственных исследований, направленных на изготовление точных асферических и градиентных оптических элементов. Применение асферических элементов в тепловизионных оптических и оптико-электронных приборах и комплексах, производимых ФНПЦ ОАО «Красногорский завод им. С. А. Зверева», обеспечила существенное улучшение оптических, весогабаритных характеристик, снижение себестоимости их изготовления, тем самым решив важную научную и государственную задачу.

1. Предложен, теоретически обоснован, экспериментально проверен и подготовлен для промышленного изготовления принципиально новый тип оптических элементов с градиентно-асферическими слоями. Новизна и полезность метода подтверждена патентами на изобретение.

2. Предложенный высокопроизводительный метод позволяет в едином технологическом цикле наносить коррекционные слои с осевым распределением показателя преломления произвольного порядка и уравнение асферической поверхности произвольного порядка с диапазоном диаметров до 200 мм, асферичностью до 30 мкм, перепадом показателя преломления вдоль оптической оси до 0,5.

Погрешность отклонения нормали асферической поверхности от номинального значения не превышает 5 угловых секунд.

3. Комплексная технология изготовления оптических элементов, включая асферические, из широкоспектральных оптических кристаллов, работающих в диапазоне от 0,5 до 14,0 мкм, обеспечивает изготовление оптических систем для многоспектральных приборов и комплексов.

4. Проведена работа по модернизации существующего вакуумного оборудования, с целью практического внедрения разработок, изложенных в диссертации.

5. Выполнение конструкторских и экспериментальных работ по модернизации существующего отечественного вакуумного оборудования (ВУ-1А, ВУ-2М) позволило резко повысить их функциональные возможности. Результаты произведенных работ в этой области могут быть использованы на всех оптических предприятиях и в научных организациях, в частности: ФГУП «НПК ГОИ им. С.И. Вавилова» (Санкт-Петербург), КОМЗ, ФГУП «НПО ГИПО» (Казань), ЛЗОС (Лыткарино), ФГУП «НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха» (Москва).

Таким образом, выполненный объем работ, является решением крупной научно-технической проблемы в области технологии изготовления оптических элементов и покрытий, имеющий важное народно-хозяйственное значение.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Казаков В.И., Сеник Б.Н. Технология изготовления градиентных сред

оптических элементов // Аналитический обзор за 1985-1990гг.-М., 1991. - 65с. (Информтехника, №5436).

2. Крючков В.Г., Сеник Б.Н. Вакуумные методы получения градиентных

оптических пленок: Обзор. - М., 1992. - 30с. (Информтехника, №5536).

3. Патент №2065192 (РФ). Однолинзовый объектив с градиентным слоем./

В.И. Казаков, В.В. Потелов, Б.Н. Сеник, Г.А. Точкина // Открытия, изобретения,... - 1996. -№22.

4. Патент №2078468 (РФ). Способ коррекции оптической системы. / В.Г.

Крючков, В.В. Некрасов, С.Н. Бездидько, В.Е. Ефремов, В.В. Потелов, Б.Н. Сеник//Открытия, изобретения,... - 1997. -№27.

5. Патент №2078467 (РФ). Способ получения коррекционных слоев на

оптическом элементе. / В.Г. Крючков, С.Н. Бездидько, В.В. Потелов, Н.П. Заказнов, Б.Н. Сеник// Открытия, изобретения,... - 1997. -№12.

6. Патент на полезную модель № 32347 (РФ). Телекамера на основе

фотоприемной ПЗС-матрицы./ Вельский А.Б., Купцов В.Ю., Сеник Б.Н., Сухачев А.Б.

7. Патент № 2264047 (РФ). Телекамера с двухконтурной системой

адаптации к условиям изменения освещенности / Вельский А.Б., Купцов В.Ю., Сеник Б.Н., Сухачев А.Б.

8. Архипов С.А., Потелов В.В., Сеник Б.Н. Асферизация высокоточных

оптических элементов методом вакуумного напыления // Оптический журнал, том 71, №12. 2004. стр. 14-18.

9. Архипов С.А., Потелов В.В., Сеник Б.Н. Особенности технологии

изготовления высокоточных оптических призменных узлов и

спектроделительных модулей для изделий с высокой пространственной ориентацией // Оптический журнал, том 71, №12.

2004. стр.11-13.

10. Вельский А.Б., Сеник Б.Н., Сухачев А.Б. Способы адаптации телевизионных систем к условиям изменения освещенности на местности // Оптический журнал, том 72, №4. 2005. стр.38-43.

11. Архипов С.А., Лысый Б.Г., Потелов В.В., Сеник Б.Н., Чередниченко О.Б. Комплексная технология изготовления оптических покрытий со сложным спектральным профилем //Оптический журнал, том 72, №4.

2005. стр.66-70.

12. Вельский A.B., Виленский A.B., Сеник Б.Н. и другие. Применение акустооптического спектрофотометра в технологии изготовления оптических покрытий // Приборы, № 10. 2004. стр.42-45

13. Гоев А.И., Князева H.A., Потелов В.В., Сеник Б.Н. Особенности формообразования крупногабаритных полимерных оптических элементов средней точности // Труды оптического общества, Том 3, 2004г. стр.86-90.

14. Крючков В.Г., Потелов В.В., Сеник Б.Н. Вакуумная асферизация высокоточных оптических элементов инфракрасной техники // Прикладная физика, №1. 2004. стр.85-88.

15. Гоев А.И., Князева H.A., Потелов В.В., Сеник Б.Н. Современные тенденции в промышленной технологии изготовления полимерных оптических элементов для приборов ночного видения // Прикладная физика, №2. 2005. стр. 102-107.

16. Гаврищук E.H., Тимофеев О.В., Потелов В.В., Сеник Б.Н. Влияние условий полирования на качество обработки оптических поверхностей элементов из селенида цинка для изделий, работающих в ИК-диапазоне // Прикладная физика, №5. 2005, стр. 107-111.

17. Гоев А.И., Казаков В.И., Потелов В.В., Сеник Б.Н. Применение градиентно-аеферических элементов в оптических системах // Прикладная физика, №6. 2006, стр. 144-146.

18. Гоев А.И., Крючков В.Г., Потелов В.В., Сеник Б.Н., Герасюк А.К. Основы технологии формирования градиентно-асферических слоев вакуумным методом//Прикладная физика, №4. 2006. стр. 131-135.

19. Гоев А.И., Крючков В.Г., Потелов В.В., Сеник Б.Н., Герасюк А.К. Особенности получения новых расчетных показателей преломления в оптических слоях при их нанесении в вакууме // Прикладная физика, №1. 2007, стр.152-154.

20. Гоев А.И., Потелов В.В., Сеник Б.Н. и другие. Применение акустооптических спектрофотометров для изготовления градиентных оптических элементов и особосложных оптических покрытий // Прикладная физика, №1. 2007, стр. 146-151.

21. Гоев А.И., Потелов В.В., Сеник Б.Н. и другие. Проблемные вопросы адаптации технологического вакуумного оборудования к решению текущих и перспективных задач по изготовлению оптических покрытий и нетрадиционных оптических элементов // Прикладная физика, №3. 2006. сгр.93-95.

22. Несмелов Е.А., Потелов В.В., Сеник Б.Н., Сухачев А.Б. Очистка поверхностей перед нанесением покрытия // Прикладная физика, №6. 2006, стр. 146-148.

23. Волочек М.Ф., Герасюк А.К.. Гоев А.И„ Горелик Б.Д., Потелов В.В., Сеник Б.Н. Разработка гиперспектральной оптической среды для изделий специальной техники // Прикладная физика, сдано в печать в августе 2006г.

24. Герасюк А.К., Гоев А.И., Гринберг Е.Е., Потелов В.В., Сеник Б.Н. Исследование технологических факторов, влияющих на качество тонких плёнок диоксида кремния (Si02), с целью повышения эксплуатационных характеристик оптических сборок, изготовленных

методом глубокого оптического контакта// Прикладная физика, сдано в печать в августе 2006г.

25. Васильева М.Ф., Герасюк А.К., Гоев А.И., Кириленко В.В., Потелов В.В., Сеник Б.Н. Высококачественные оптические покрытия для видимой и ближней ИК областей спектра, созданные на базе новых плёнкообразующих материалов - титаната гадолиния и титаната лютеция // Прикладная физика, сдано в печать в августе 2006г.

26. Васильева М.Ф., Герасюк А.К., Гоев А.И., Кириленко В.В., Потелов В.В., Сеник Б.Н. Применение новых плёнкообразующих материалов цирконата лютеция для получения высококачественных оптических покрытий // Прикладная физика, сдано в печать в августе 2006г.

27. Герасюк А.К.. Гоев А.И., Горелик Б.Д., Потелов В.В., Сеник Б.Н., Скляров С.Н. Применение технологии вакуумной асферизации для изготовления тепловизионного объектива // Прикладная физика, №2, 2007 г., стр. 119-121

28. Сеник Б.Н. Метод определения площади функциональной маски для вакуумной асферизации // Прикладная физика. №3, 2007 г., стр. 129133

29. Сеник Б.Н. Применение кристаллов в перспективных разработках гиперспектральных оптических систем // Прикладная физика, №3, 2007 г., стр. 134-141

30. V.G. Kijuchkov, V.V. Potelov, B.N.Senik. Vacuum aspherization of high-precise optical elements of IR facilities // Proceeding of SPIE (USA), 2004. V.5398 p. 86.

31. A.I. Goev, N.A. Knyazeva, V.V. Potelov, B.N. Senik. "Modern trends in industrial technology of fabricating polimeric optical components for night vision devices" // Proceeding of SPIE (USA), 2005. V.5834, p. 370-376

32. Вельский А.Б., Сеник Б.Н., Сухачев А.Б. Оценка влияния атмосферной дымки на работу телевизионной системы летательного аппарата // Сборник Международной Академии "Контенант", №4. 2004. стр.34.

33. Гоев А.И., Князева H.A., Потелов В.В., Сеник Б.Н. Особенности формообразования крупногабаритных полимерных оптических элементов средней точности // Сборник трудов Международной Академии "Контенант", "Формообразование оптических поверхностей", Москва, 2005г.

34. Гоев А.И., Потелов В.В., Савельев A.B., Сеник Б.Н. Формообразование высокоточных оптических поверхностей на стадии полирования // Сборник трудов Международной Академии "Контенант", "Формообразование оптических поверхностей", Москва, 2005г.

35. Жаданов В.Б., Баранов КВ., Чекулаева Е.Ю., Сеник Б.Н. Анализ поверхностей твердых материалов методом ИК-спектроскопии // Тезисы XI Международной научно-технической конференции "Наукоемкие химические технологии -2006", Самара, 16-20 октября 2006г.

36. Сеник Б.Н., Гринберг Е.Е., Жаданов В.Б., Баранов К.В., Сырычко В.В., Потелов В.В. Исследование получения тонких слоев оксида кремния на поверхности кварца // Вестник Международной Академии системных исследований, М., 2006г. с.56-62.

37. Баранов К.В., Жаданов В.Б., Гринберг Е.Е., Сеник Б.Н. Некоторые возможности переработки кремнийсодержащих отходов и производства на основе солнечного кремния // Химическая технология сегодня, №5, 2007 г.

38. Сеник Б.Н., Вельский А.Б., Сухачев А.Б. Адаптивная система компенсации влияния атмосферной дымки для телевизионной системы летательного аппарата // Прикладная физика. №3 2007г. с. 112-118.

39. Потелов В.В., Сеник Б.Н., Вельский A.B., Сухачев А.Б. Анализ точностных параметров стабилизации оптической оси оптико-электронной системы // Тезисы докладов научно-технической

конференции "Направления и проблемы развития ракетно-космической обороны", ОАО МАК "Вымпел", 2006г.

40. Потелов В.В., Сеник Б.Н. Технологические особенности изготовления высокоточных оптических призменных модулей для изделий с высокой пространственной ориентацией // Тезисы докладов научно-технической конференции "Направления и проблемы развития ракетно-космической обороны", ОАО МАК "Вымпел", 2006г.

41. Потелов В.В., Сеник Б.Н. Вакуумные методы нанесения оптических покрытий, используемые для изготовления оперативно-тактических ракетных комплексов // Тезисы докладов научно-технической конференции "Направления и проблемы развития ракетно-космической обороны", ОАО МАК "Вымпел", 2006г.

42. Сеник Б.Н., Гринберг Е.Е., Жаданов В.Б., Баранов КВ., Потелов В.В., Сырычко В.В., Стрельникова И.Е. Возможности улучшения технологии получения тонких слоев диоксида кремния на кварце // Сборник научных трудов "Успехи в химии и химической технологии", Т. XX, №3, с.98-101.

43. Сеник Б.Н. Неоднородные просветляющие покрытия для гиперспектральных оптических элементов // Тезисы докладов Восьмого Всероссийского семинара " Проблемы теоретической и прикладной электронной и ионной оптики". 25-28 мая 2007г., г.Москва

44. Сеник Б.Н. Защита оптических гигроскопичных кристаллов от воздействия внешних атмосферных факторов // Тезисы докладов Восьмого Всероссийского семинара " Проблемы теоретической и прикладной электронной и ионной оптики". 25-28 мая 2007г., г.Москва

45. Потелов В.В., Сеник Б.Н. Градиентные просветляющие покрытия для гиперспектральных оптических кристаллов // Тезисы доклада на XIII

конференции «Высокочистые вещества и материалы. Получение, анализ, применение» 28-31 мая 2007 года, г..Нижний Новгород.

46. Сударикова Е.Ю., Гринберг Е.Е., Сеник Б.Н. Каталитический синтез ацетата алюминия. Успехи в химии и химической технологии: Сборник научных трудов. Том XXI, №3(62). Москва, РХТУ им. Менделеева, 2007. (в печати, 3 с.)

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 .Современные тенденции в расчетах оптических систем.

1.1. Методы расчета оптических систем.

1.2 Применение асферических поверхностей и градиентных элементов в расчетах оптических систем.

Глава 2. Современное состояние разработок в области технологии изготовления прецизионных асферических и градиентных оптических элементов.

2.1. Механические методы изготовления оптических поверхностей.

2.1.1. Аналитический обзор методов шлифования и полирования.

2.1.2. Метод алмазного точения.

2.2.Изготовление полимерных оптических элементов методом литья под давлением.

2.3. Метод ионной обработки оптических поверхностей.

2.4. Метод вакуумной асферизации оптических элементов.

2.5. Методы изготовления градиентных оптических элементов [57].

Глава 3. Теоретические и экспериментальные исследования процессов шлифования-полирования оптических кристаллов.

3.1. Изготовление подложек для оптических покрытий.

3.2. Сульфид цинка ZnS.

3.3 Селенид цинка 2п8е.

3.4.Экспериментальные исследования процесса изготовления подложек из селенида цинка.

3.5.Определение статистической характеристики полированной поверхности гп8е.

Глава 4. Основные принципы формирования градиентно-асферических слоев.

Бурное развитие науки и техники в настоящее время предъявляет к оптическим системам очень высокие требования. При построении оптических систем на традиционной элементной базе, основу которой составляют линзы из однородного материала и зеркала со сферическими поверхностями, эти требования часто оказываются противоречивыми и невыполнимыми. Например, высокая коррекция аберраций, необходимая для высокоразрешающих систем, может быть достигнута только за счёт использования большого количества оптических элементов, а это в свою очередь усложняет конструкцию приборов, уменьшает суммарный коэффициент светопропускания, увеличивает весогаба-ритные характеристики и себестоимость их изготовления. Сложной проблемой является также расширение спектральной области использования оптических систем с малым числом оптических элементов, применение которых позволило бы эффективно решать как насущные, так и перспективные задачи оптического приборостроения.

Наметились три основных направления, относящиеся к решению вышеуказанной задачи:

1. Фундаментальное исследование коррекционных свойств сферических поверхностей при больших апертурах и полях зрения - лучшее использование уже имеющихся возможностей;

2. Использование новых марок стекла с большими показателями преломления и оптических кристаллов;

3. Применение нетрадиционных: асферических, киноформных, градиентных оптических элементов.

Применение асферических поверхностей в объективах обеспечивает решение следующих задач: а) повышение качества оптического изображения - функции передачи модуляции, разрешающей способности, контраста изображения и т.д.; оптических системах, работающих на пропускание. Особенно актуальным становится применение АП в тепловизионных приборах, где используются ОЭ из чрезвычайно дорогих материалов. Стоимость некоторых оптических кристаллов колеблется в пределах 10000-60000 рублей за один килограмм. Следовательно, уменьшение количества ОЭ за счет введения АП позволяет снизить цену изготавливаемого изделия. При этом удается повысить технические характеристики оптических приборов - качество изображения, пропускание, светосилу, угловое поле и позволяет проектировать более компактные оптические системы.

Кроме сказанного, актуальной задачей сегодняшнего дня является решение ряда технических задач, связанных с расширением спектральной области применения оптических систем. Уже сейчас необходимы системы, работающие одновременно в широких спектральных диапазонах: видимом (400 - 650 нм), ближнем ИК - диапазоне (700 - 1600 нм), в том числе на рабочих длинах волн лазерных излучателей А,=1064 нм, 1540 нм, дальнем ИК - диапазоне А,=3000-14000 нм).

Для создания подобных систем необходим синтез и промышленное освоение изготовления оптических сред, обеспечивающих функционирование синтезированных систем в указанных спектральных диапазонах. Одной из таких сред является селенид цинка. В работе нашла отражение технология получения оптических деталей из этого материала с минимальным разрушенным слоем.

Все сказанное определило круг задач для проведения исследований. Анализ методов получения асферических поверхностей показал, что наименее затратным является метод вакуумной асферизации, который ранее использовался только для получения оптических зеркал. Прогресс в вакуумной технике и технологии для нанесения покрытий за последние 10-15 лет позволил использовать этот метод и для оптических элементов, работающих на пропускание, что позволяет в значительной мере снижать общие затраты на изготовление точных

4. Разработана комплексная технология изготовления оптических элементов, включая асферические, из широкоспектральных оптических кристаллов, работающих в диапазоне от 0,5 до 14 мкм, с целью создания технологической базы для изготовления широкоспектральных оптических приборов и комплексов.

5. С целью практического внедрения теоретических и исследовательских разработок, изложенных в диссертации, проведены работы по модернизации существующего вакуумного оборудования.

6. Теоретические основы получения градиентных слоев успешно адаптированы для решения задачи изготовления сверхдиапазонных ахроматических просветляющих покрытий для спектрального диапазона от 2,0 до 12,5 мкм.

Практическая значимость и реализация результатов работы:

1. Разработан высокопроизводительный технологический процесс, обеспечивающий изготовление в едином технологическом цикле принципиально новых оптических элементов диаметром до 200 мм, сочетающих в себе градиент-ность оптической среды и асферичность формы рабочих поверхностей с высокой точностью и воспроизводимостью.

Возможности предлагаемого технологического процесса обеспечивают получение асферической поверхности, заданной уравнением произвольного порядка и необходимого осевого распределения показателя преломления.

Новизна технических решений подтверждается патентами № 2065192, 2078467, 2078468 (РФ).

2. Разработанная комплексная технология изготовления асферических элементов состоит из целого ряда принципиально новых технологических процессов.

В частности: разработана и внедрена технология прецизионной обработки оптических кристаллов с целью получения требуемых по точности геометрических параметров и степени шероховатости оптических поверхностей.

На защиту выносятся следующие положения:

1) Разработанный технологический процесс вакуумной асферизации обеспечивает изготовление, с высокой точностью и воспроизводимостью, асферических элементов из оптических стекол и кристаллов диаметром до 200 мм.

2) Технология вакуумной градиентной асферизации обеспечивает изготовление в едином технологическом цикле принципиально нового оптического элемента, сочетающего в себе градиентность оптической среды и асферичность рабочих поверхностей произвольных порядков.

3) Высокие точностные возможности предлагаемых технологических процессов обеспечиваются контролем технологических параметров с помощью акустооптического спектрофотометра в реальном масштабе времени.

4) Технологический процесс изготовления подложек из оптических кристаллов для нанесения асферизующих слоев и оптических покрытий обеспечивает высокую степень точности по геометрическим параметрам и минимальную степень шероховатости оптических поверхностей.

5) Математический метод определения площади функциональной маски для вакуумной асферизации оптических поверхностей, обеспечивающий изготовление высокоточных оптических элементов

6) Разработаны теоретические основы технологии формирования градиент-но-асферических слоев вакуумным методом, определены оптимальные технологические условия.

7) Разработана технология нанесения неоднородных ахроматических просветляющих покрытий для германия (2.0 12.5 мкм), селенида цинка (0.5 12.5 мкм).

8) Технология нанесения защитных просветляющих покрытий на оптические элементы из гигроскопических кристаллов (типа ИаС1, КС1) обеспечивает изготовление из них оптических элементов для работы в жестких климатических условиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе проведен комплекс теоретических, экспериментальных и производственных исследований, направленных на создание технологии изготовления точных асферических и градиентных оптических элементов. Применение асферических элементов в тепловизионных оптических и оптико-электронных приборах и комплексах, производимых ФНПЦ ОАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева», обеспечила существенное улучшение оптических, весогабарит-ных характеристик, снижение себестоимости их изготовления, тем самым, решив важную научную и государственную задачу.

1. Предложен, теоретически обоснован, экспериментально проверен и подготовлен для промышленного освоения технологический процесс изготовления принципиально новых оптических элементов с градиентно-асферическими слоями. Новизна и полезность метода подтверждена патентами на изобретение.

2. Предложенный высокопроизводительный метод позволяет в едином технологическом цикле наносить коррекционные слои с осевым распределением показателя преломления произвольного порядка и уравнение асферической поверхности произвольного порядка с диапазоном диаметров до 200 мм, асферичностью до 30 мкм, перепадом показателя преломления вдоль оптической оси до 0,5. Погрешность отклонения нормали асферической поверхности от номинального значения не превышает 5 угловых секунд.

3. Комплексная технология изготовления оптических элементов, включая асферические, из гиперспектральных оптических кристаллов, работающих в диапазоне от 0,5 до 14,0 мкм, обеспечивает изготовление оптических систем для гиперспектральных приборов и комплексов.

4. Проведена работа по модернизации существующего вакуумного оборудования, с целью практического внедрения разработок, изложенных в диссертации.

5. Выполнение конструкторских и экспериментальных работ по модернизации существующего отечественного вакуумного оборудования (ВУ-1А, ВУ-2М)

207 позволило резко повысить их функциональные возможности. Результаты произведенных работ в этой области могут быть использованы на всех оптических предприятиях и в научных организациях, в частности: ФГУП «НПК ГОИ им. С.И. Вавилова» (Санкт-Петербург), КОМЗ, ФГУП «НПО ГИПО» (Казань), ЛЗОС (Лыткарино), ФГУП «НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха» (Москва).

Таким образом, выполненный объем работ, является решением крупной научно-технической проблемы в области технологии изготовления оптических элементов и покрытий, имеющий важное народно-хозяйственное значение.

Автор выражает искреннюю благодарность докторам физико-математических наук Несмеловой Ирине Михайловне и Несмелову Евгению Андреевичу, сотрудникам ФГУП «НПО ГИПО» (г. Казань), а также Горелику Борису Давыдовичу, Крючкову Виктору Геннадьевичу, сотрудникам ФГУП ОАО «Красногорский завод им. С.А. Зверева» за оказанную помощь и содействие в создании диссертационной работы.

208

1. Волосов, Д. С. Фотографическая оптика / Д. С. Волосов. - М.: Искусство, 1971.-634 с.

2. Слюсарев, Г. Г. Расчет оптических систем / Г. Г. Слюсарев. Л.: Машиностроение, 1975. - 639 с.

3. Русинов, M. М. Техническая оптика / M. М. Русинов. Л.: Машиностроение, 1979.-488 с.

4. Русинов, M. М. Несферические поверхности в оптике / M. М. Русинов. -М.: Недра, 1973.-326 с.

5. Ган, М. А. Асферические поверхности в оптических приборах / М. А. Ган, H. H Куликовская // ОМП. 1990. -№11.- С.3-11.

6. Кравцов, Ю. А. Геометрическая оптика неоднородных сред / Ю. А. Кравцов, Ю.И.Орлов. М.: Наука, 1980. - 304 с.

7. Patent N 4655556 (US), G02 13/08. Lens system for optical disks. -07.07.1985.

8. Patent N 63067114 (IP), G02 B29C33/12. Mold assembly for ruleanizing tire. -25.03.1988.

9. Винокуров, В. M. Исследование процесса полировки стекла / В. М. Винокуров. -М.: Машиностроение, 1967. 196 с.

10. Бочкин, О. И. Механическая обработка полупроводниковых материалов / О. И. Бочкин, В. А. Брук, С. Н. Никифорова-Денисова. М.: Высшая школа, 1983.- 110 с.

11. Качалов, Н. И. Технология шлифовки и полировки листового стекла / Н. И. Качалов. М.; Л., 1958. - 372 с.

12. Цеснек, Л. С. Механика и микрофизика истирания поверхностей / Л.С. Цеснек. М.: Машиностроение, 1979. - 263 с.

13. Джонсон, К. Механика контактного взаимодействия / К. Джонсон М.: Мир, 1989.-509 с.

14. Концевой, Ю. А. Пластичность и прочность полупроводниковых материалов и структур / Ю. А. Концевой, Ю. М. Литвинов, Э. А. Фаттахов. М.: Радио и связь, 1982.-239 с.

15. Крагельский, И. В. Основы расчетов на трение и износ / И. В. Крагель-ский, M. Н. Добычин, В. С. Комбалов. М.: Машиностроение, 1977. - 526 с.

16. Методы контроля нарушенных слоев при механической обработке монокристаллов / А. И. Татаренков, К. JI. Енишерлова, Т. Ф. Русак, В. Н. Гриднев. -М.: Энергия, 1978.-65 с.

17. Кащеев, В. Н. Процессы в зоне фрикционного контакта металлов / В. Н. Кащеев. М.: Машиностроение, 1978. - 213 с.

18. Черепанов, Г. П. Механика разрушения композиционных материалов / Г. П. Черепанов. М.: Наука, 1983. - 296 с.

19. Попов, В. JI. Динамическая модель формирования поверхностного слоя при трении / В. Л. Попов, H. Н. Сошнянина // Изв. вузов; Физика. 1993 - № 12.-С.27-29.

20. Beilby, G.T. Surface Flow in Crystalline Solids under Mechanical Disturbance / G. T. Beilby // Proc. Roy. Soc. 1903. - 72a. - P. 218-225.

21. Кулаков, A.B. Введение в физику нелинейных процессов / А. В. Кулаков, А. А. Румянцев. М.: Наука, 1988. - 159 с.

22. Алиев, И. Н. К вопросу о неустойчивости структурно-модифицированной поверхности твердого тела / И. Н. Алиев, П. П. Полуэктов // Поверхность. Физика, химия, механика. -1994. -№3. С.104-108.

23. Карлин, О. Г. Получение оптических деталей с асферическими поверхностями посредством упругого инструмента / О. Г. Карлин, В. Г. Куке // ОМП. -1966. -№ 12. С.57-61.

24. Горшков, А. А. Автоматизированное формообразование высокоточных асферических поверхностей / А. А. Горшков, А. Ю. Папаев, А. В. Подобрян-ский // Оптический журнал. 2004. - Т. 71, №12. - С.5-10.

25. Цеснек, JI. С. Металлические зеркала / Л. С. Цеснек, О. В. Сорокин, А. А. Золотухин. -М.: Машиностроение, 1983. -231 с.

26. Алмазное точение в производстве оптических деталей / Л. В. Попов, С. В. Любарский, В. Г. Соболев, С. Е. Шевцов // ОМП. 1990. -№11. - С. 12-17.

27. Исследование процесса химико-механического полирования кремниевых подложек / Орлов П. Н. и др. // Электронная техника. Сер.6. Материалы М.: ЦНИИ «Электроника». - 1980. - вып. 1(138). - С.61-65.

28. Оптический полимер с самым высоким преломлением // Воронежские полимеры. -2004. №145. - С.9.

29. Modern trends in industrial technology of fabricating polymeric optical components for night vision devices / A. I. Goev, V. G. Krjuchkov, V. V. Potelov, B. N. Senik // Proceeding of SPIE (USA). 2005. - V.5834. - P.370-376.

30. Изделия из пластмасс: Справочное руководство по выбору, применению и переработке / Балянский и др. под ред. Малкина А.Я. и Кербера М.Л. -М.:НПКП «Радиапласт». 1992. -201 с.40. "DIAKON" Technical manual, United Kingdom. 1985. - 101 с.

31. Обзор мирового рынка поликарбоната // The Chemical journal: химический журнал. 2004. -№2. - С.80-81.

32. Каталог продукции: Высокоэффективные материалы для инновационных применений. Франкфурт-на-Майне: Ticona. - 2000. - 26 с.

33. CAD/CAM/CAE: Технологии, материалы, оборудование. М.: «Инженерная фирма АБ Универсал». -2001. -48 с.

34. Анализ впрыска и выдержки под давлением: Отчет №50. М.: «Инженерная фирма АБ Универсал».- 1997. - 47 с.

35. Гвоздева, Н. П. Прикладная оптика и оптические измерения / Н. П. Гвоздева, К. И. Коркина. М.: Машиностроение, 1976. - С.257-260.

36. Growe W.R. On some anomalous cases of electrical decomposition // Phil. Mag.- 1853.-V. 5.-P. 203.

37. Патент №2078468 (РФ). Способ коррекции оптической системы. / В.Г. Крючков, В.В. Некрасов, С.Н. Бездидько, В.Е. Ефремов, В.В. Потелов, Б.Н. Се-ник // Открытия, изобретения,. 1997. - №27.

38. Патент №2078467 (РФ). Способ получения коррекционных слоев на оптическом элементе. / В.Г. Крючков, С.Н. Бездидько, В.В. Потелов, Н.П. Заказнов, Б.Н. Сеник // Открытия, изобретения,. 1997. -№12.

39. Хаук, Т. Взгляд на осветленный полипропилен / Т. Хаук // Пластике. -2007.-№5(51).-С. 29-32.

40. Архипов, С.А. Асферизация высокоточных оптических элементов методом вакуумного напыления / С. А. Архипов, В. В. Потелов, Б. Н. Сеник // Оптический журнал. 2004. - Т. 71, № 12.-С. 14-19.

41. Сеник, Б.Н. Технологические процессы изготовления точных градиентных и асферических оптических элементов: диссертация кандидата технических наук: 05.11.07 / Б. Н. Сеник. М., 2002. - 127 с.

42. Применение градиентно-асферических элементов в оптических системах / А. И. Гоев, В. И. Казаков, В. В. Потелов, Б. Н. Сеник // Прикладная физика. -2006.-№6.-С. 144-146.

43. Основы технологии формирования градиентно-асферических слоев вакуумным методом / А. И. Гоев, В. Г. Крючков, В. В. Потелов, Б. Н. Сеник, А. К. Герасюк // Прикладная физика. 2006. - №4 - С.131-135.

44. Казаков, В. И. Технология изготовления градиентных сред оптических элементов: аналитический обзор за 1985-1990 г.г. / В. И. Казаков, Б. Н. Сеник // Информтехника. №5436. - М., 1991. - 65 с.

45. Moore, D. Т. Gradient-index optics: a review / D. Т. Moore // Applied Optics. -1980. Vol.19, No.7. - P.1035-1038.

46. Baak, Tr. Silicon oxynitride, a material for GRIN optics / Tr. Baak // Applied Optics. 1982. - Vol.21, No.6. - P. 1069-1072.

47. Howard, J. W. Optical design of thermal imaging systems utilizing gradientindex optical materials / J. W. Howard, D. P. Ryan-Howard // Optical Engineering. -1985. Vol.24, No.2. - P.263-266.

48. Pickering, M.A. Gradient infrared optical material prepared by a chemical vapor deposition process / M. A. Pickering, R. L. Taylor D. T. Moore // Applied Optics. 1986.-Vol.25,No. 19.-P. 3364^-3372.

49. Красюк, Б.А. Оптические системы связи и световодные датчики / Б. А. Красюк, Г. И. Корнеев М.: Радио и связь. - 1985. - 192 с.

50. Koike, Y. Plastic axial gradient-index lens / Y. Koike, H.Hidaka, Y. Ohtsuka // Applied Optics. 1985. - Vol.24, No. 24. - P. 4321^1325.

51. Koike, Y. Studies on the light-focusing plastic rod. 12: The GRIN fiber lens of methyl metacrylate-vinyl phenylacetate copolymer / Y. Koike, Y. Kimoto, Y. Ohtsuka // Applied Optics. 1982. - Vol.21, No.61. -P. 1057-1062.

52. Gradient-index plastic optical fiber composed of methyl methacrylate and vinyl phenylacetate copolymers / Y. Koike, E. Nihei, N. Tanio, Y. Ohtsuka // Applied Optics. -1990. Vol.29, No. 18. - P.2686-2691.

53. Оптимальные условия диффузии для получения полимерных светофоку-сирующих элементов / А. Ш. Тухватулин, Б.П. Берковский и др. // ЖТФ. М., 1980. - Т.50, Вып.6. - С.1345-1347.

54. Ohtsuka, Y. Studies on the light-focusing plastic rod. 11: Preparation of a light-defocusing plastic rod / Y. Ohtsuka, K. Maeda // Applied Optics. 1981. - Vol.20, No.13. -P.3562-3565.

55. Ohtsuka, Y. Studies on the light-focusing plastic rod. 14: GRIN rod of CR-39-trifluoroehtyl metacrilate copolimer by a vapor-phase transfer process / Y. Ohtsuka, T. Sugano // Applied Optics. 1983. - Vol.22, No.3. - P.413-^17.

56. Patent 4799761 (US), G02B 6/18. Plastic optical transmission medium, process for producing the same and array of lenses using the same. 24.09.89.

57. Simmons, J.H. Optical properties of waveguides made by porous glass process / J. H. Simmons// Applied Optics. 1979. - Vol.18, No. 16. -P.2732-2733.

58. Gradient index rod lens made by a double ion-exchange process / S. Ohmi, H. Sakai, Y. Asahara at all // Applied Optics. 1988. - Vol.27, No.3. -P.496-499.

59. Patent 4758071 (US), G02B 9/02. Collimator lens. 19.07.88.

60. Simmons, J.H. Optical properties of waveguides made by porous glass process / J. H. Simmons // Applied Optics. 1979. - Vol.18, No. 16. - P. 2732-2733.

61. Gradient-index wide-angle photographic objective design / G. Leland, J. Alkin-son, G. D. Downie, D. Moore, J. M. Stagaman, L.L. Voci // Applied Optics. 1984. -Vol.23, No.lL-P.1735-1741.

62. Miceli, J. J. Model for gradient dormation in polycrystalline germanium-silicon alloy, GRIN crystal via Czochralski crystal growing / J. J. Miceli, D. P. Naughton // Applied Optics. 1988. - Vol.27, No.3. - P.500-504.

63. Митькин, В. M. О выборе температуры работы лазера на неодимовом стекле / В. М. Митькин, О. С. Шавилев, Н. Н. Бункина // ЖПС. М, 1975. - Т.23, Вып.2.-С.218-223.

64. Горбунов, А. Ф. Получение оптических слоев с заданным показателем преломления методом испарения двух веществ / А. Ф. Горбунов, Н. Р. Сулей-манов // ОМП. 1985. - №8. -С.29-31.

65. Patent 3631660 A1 (DE), G02B 3/00. Kollimatorlense und fahren zu deren Herstellung. 19.03.1987.

66. Якобсон, P. Неоднородные и совместно напыленные однородные пленки для оптических применений / Р. Якобсон // Физика тонких пленок. М.: Мир, 1978.-Т.8.-303 с.

67. Несмелова, И. М. Оптические свойства узкощелевых полупроводников / И. М. Несмелова. Новосибирск: Наука, 1992. - 157 с.

68. Гоев, В. В. Потелов, Б. Н. Сеник и др. //Прикладная физика. 2007. - №1. -С.146-151.

69. Крючков, В. Г. Вакуумная асферизация высокоточных элементов инфракрасной техники / В. Г. Крючков, В. В. Потелов, Б. Н. Сеник // Прикладная физика. 2004. - №1. - С. 85-89.

70. Крючков, В.Г. Вакуумная асферизация. Современные достижения. Проблемы и перспективы развития: аналитический обзор по отечественным и зарубежным материалам за 1980-1990 г.г. №5396 // Информтехника.-М.,1991 г. 62 с.

71. Очистка поверхности перед нанесением покрытия / В. В. Потелов, Б. Н. Сеник, А. Б. Сухачев, Е. А. Несмелов // Прикладная физика. 2006. - № 6, С. 146-148.

72. Технология тонких пленок: Справ. / Под ред. JI. Майссела и Р. Елэнга. -М.: Советское радио, 1977. Т.1. - 325 с.

73. Справочник оптика-технолога / Бубис И.Я., Вейденбах В.А. и др. JL: Машиностроение, 1983.-401 с.

74. Ландау, Л. Д. Электродинамика сплошных сред / Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. — М.: Гос. изд. технико-теоретической литературы, 1957. 532 с.

75. Долгов, В. В. Ю.П. Прибор для измерения адгезии тонких пленок / В. В. Долгов, А. С. Валеев, Ю. П. Дьяков //Обмен опытом в электронной промышленности. 1969. - № 7. - С. 68-70.

76. Мейер, Дж. Ионное легирование полупроводников / Дж. Мейер, Л. Эрик-сон, Дж. Дэвис. М.: Мир, 1973. - 296 с.

77. Экштайн, В. Компьютерное моделирование взаимодействия частиц с поверхностью твердого тела / В. Экштайн. М.: Мир, 1995. - 319 с.

78. Палатник, JI. С. Основы пленочного полупроводникового материаловедения / Л. С. Палатник, В. К. Сорокин. М.: Энергия, 1973. - 295 с.

79. Ройх, И. Л. Нанесение защитных покрытий в вакууме / И. Л. Ройх, Л. Н. Колтунова, С. Н. Федосов. -М.: Машиностроение, 1976. 367 с.

80. Мушкарден, Э. М. Контроль температуры подложки в процессе напыления тонких пленок / Э. М. Мушкарден, А. В. Ирлин, 3. Ю. Готра, В. И. Наши-ванко // Физическая электроника. 1972. - Вып.5. - С. 114-116.

81. Абзалова, Г. И. Моделирование оптических свойств реальных просветляющих покрытий: Автореферат диссертации кандидата технических наук: 05.11.14 / Г. И. Абзалова. Казань, 2005. 19 с.

82. Якобсон Р. Неоднородные и совместно напыленные однородные пленки для оптических применений. В 10 т. Т. 8: Физика тонких пленок / Под редакцией Г. Хасса, М. Франкомба и Р. Гофмана. М.: Мир, 1978, - С. 61-105.

83. Гегузин, Я.Е. Диффузионная зона / Я. Е. Гегузин. М.: Наука, 1979. - 343 с.

84. Палатник, А. С. Материаловедение в микроэлектронике / А. С. Палатник, В. К. Сорокин. М.: Энергия, 1978. -279 с.

85. Браун, М. Реакции твердых тел / М. Браун, Д. Доллимор, А. Галвей. М.: Мир, 1983.-359 с.

86. Hubner, К. Chemical Bond and Related Properties of Si02. VII. Structure and Electronic Properties of the SiOx Region of Si-Si02 Interfaces / K. Hubner // Phys. stat. sol.(a). 1980. - V.61. -No2. - P. 665-673.

87. Сидоренко, Г. В. Исследование пленок SiOx / Г. В. Сидоренко и др. // ЖПС. 1992. - Т.56, вып.З. -С.491-493.

88. Положение линз при фокусном расстоянии 291,69мм 3

89. Плоскость ¡ехническая характеристикаизображения

90. Фокусное расстояние 95,05 291,69 мм

91. Относительное отОерстие 1 ■ 1,29 1:2

92. Углодое поле зрения % °28' 4 "44,5'.

93. Линейное поле зрения 12,8 х 20, Ь8 мм

94. Спектральный интервал (8,66 10,6 - 12,2,1 мкм1. Плоскость изображения

95. Значение ширины ФРЛ для Я= 10,6 мкм, мм не долее

96. Г =291,69 мм Г = 95,05мм

97. Центр Зона 0=1,23' Край 0=2° Центр 0=0° Край 0= 6,5'0,060 0,070 0,100 0,060 0,0801 1 1 Т01-П02 1 1 1 1. 1

98. Одъектиб Схема оптическая пт 1И1 н /т /пльнпя Лит.1. Ш бШ НМЛ №ШЯ М т азрод. 1. Проб.

99. Тконтр. 11иипц и11и<-1> юпилр. /ъ. 1. Нконтр.