автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.14, диссертация на тему:Ионная обработка диэлектрических материалов, подложек и покрытий сеточным электродом на постоянном токе

О Ой

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ ' Всероссийский научный центр

"Государственный оптический институт им.С.И.Вавилова"

На правах рукописи

МШШЕР Виктор Теодорович

ИОННАЯ ОБРАБОТКА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ, ПОДЛОЖЕН И ПОКРЫТИЙ СЕТОЧНЫМ ЭЛЕКТРОДОМ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ

05.II.14 - технология приборостроения

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических неук

Санкт-Петербург - 1996

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте физической оптики, оптики лазеров и информационных оптических систеы Всероссийского научного центра "Государственный оптический институт им.С.И.Вавилова".

Научный руководитель - доктор технических наук

профессор А.Ф.Первеев

Официальные оппоненты

доктор технических наук профессор Э.С.Путилин

кандидат технических наук доцент В.Т.Барченко

Ведущая организация - НИИЭИО

Зашита состоится щ2и> " ^^С^^л^^ 1996 г. в // часов на заседании специализированного совета К 105.01.03 во Всероссийском научном центре "Государственный оптический институт им.С.И.Вавилова", по адресу: 199034, Санкт-Петербург, В.О., Биржевая линия д.12.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института. Автореферат разослан " 1996 г.

Ученый секретарь специализированного Совета, кандидат химических наук

Л.А.Черезова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В последние годы в оптической технологии все шире используются методы формирования поверхностей деталей с помошью ионных пучков. На их основе практически решаются задачи создания элементной базы оптического приборостроения на качественно новом уровне, поэволяювем достигать повышенных, а порой и уникальных точностных, оптических и эксплуатационных характеристик. Дальнейшее развитие методов требует совершенствования и разработки прогрессивных систем формирования ионных пучков.

Критерием при выборе физических принципов и явлений, на базе которых создастся такие системы, служит их доступность, надежность в процессе длительной эксплуатации, характеристики пучка, их воспроизводимость и высокая степень однородности по сечению пучка, простота в управлении, производительность, возможность адаптирования к имевшемуся парку вакуумного оборудования и ряд других факторов.

Особенно остро проблема источников стоит в связи с потребностью ионной обработки поверхности оптических деталей большого диаметра (более 200 мм). Не менее актуальна она и в тонкопленочной технологии, где ионная очистка подложек перед нанесением по-хрытий является наиболее эффективным средством увеличения адгезионной прочности наносимых покрытий. При этом важно оснаоать ионными источниками не только выпускаемые новые установки для нанесения покрытий. Необходимо обеспечить большой парк имевшегося в наличии оборудования доступными дешевыми источниками для осуоествления процесса ионной очистки.

Наиболее универсальным для нужд формообразования является источник на базе высокочастотного £ВЧ) сеточного электрода. Однако, отличаясь простотой конструкции и надежностью, он не свободен от ряда недостатков, ограничивающих область его применения. В частности, они связаны с участием обрабатываемой поверхности в процессе формирования плазмы разряда, являвшейся источником бомбардирующих частиц. Это делает условия обработки зависимыми от геометрических параметров детали. Кроме того, фактическое отсутствие нейтрализованной компоненты в пучке исключает возможность обработки деталей сложной конфигурации из-за резкого спада скорости обработки с увеличением расстояния до электрода. Необходимость же использования мовных ВЧ генераторов для ионной обработки крупногабаритных деталей существенно усложняет реали-

з&цию процессов ионной технологии.

Таким образом, создание надежных устройств, формирупвих ши-рокоапертурные потоки электрически нейтральных энергетических частиц является актуальной задачей. Решение ее и посвяшено настоящее исследование.

Цель работы.

1. Исследование процесса ионной обработки диэлектрических материалов сеточным электродов на постоянном токе. Разработка принципов, лежащих в основе создания устройств, формирующих в условиях тлешего разряда широкие пучки ионов и осуществлявших одновременно их нейтрализацию.

2. На основе установленных принципов разработка и всестороннее исследование устройств для ионной размерной обработки диэлектрических Св том числе крупногабаритных) оптических деталей, ионной зональной ретуши как управляемого процесса и ионной очистки подложек перед нанесением покрытий в едином технологическом цикле.

3. Исследование и разработка технологических процессов изготовления оптических элементов со сложным профилем поверхности, ионной ретуши крупногабаритных оптических деталей, получение высококачественных покрытий на ионнообработанных подложках.

Научная новизна работы состоит в следушем:

1. Впервые на основании всесторонних систематических исследований процесса формирования направленного потока ионов из плазмы тлевшего разряда на постоянной токе, инициируемой сеточным электродом, сформулировано условие эффективной нейтрализации ионов потоком вторичных электронов, определявшее однозначную связь между геометрическими параметрами электрода и характерными зонами разряда. Разработка зшитоена авторским свидетельством.

2. Разработан и исследован модифицированный вариант устройства с дополнительным плоским электродом, находящимся под отрицательным потенциалом и обеспечивавшим осцилляцию вторичных и отраженных электронов в разрядном промежутке меаду основным (сеточным) и дополнительным электродами, что приводит к увеличению плотности разрядного тока и повышению эффективности ионной обработки. Разработка заоипена патентом.

3. Проведены исследования равномерности скорости обработки по сечению пучков диаметром до 500 мм, формируемых модифицированным устройством. Показана возможность, предложено и реализо-

вано устройство для эффективного управления однородностью пучка с помоюьв дополнительного электрода конфорочного типа.

Исследована устойчивость работы устройства при увеличении размеров обрабатываемой поверхности диэлектрической подложки. Показана возможность устранения паразитной осцилляции электронов.

4. Изучены особенности ионной обработки в химически активных средах. Оптимизированы параметры разряда и определены процентные соотношения газовых смесей. Показано, что в рассматриваемой схеме необходимое соотношение ударного и химического механизмов взаимодействия регламентируется явлением катафореза.

5. Предложен и реализован способ управления распределением величины съема по поверхности образца за счет модуляции плотности ионного тока. Способ позволяет получать любое гладкое распределение, в том числе и неосесимметричное.

6. Впервые в отечественной практике на разработанном оборудовании изготовлен крупногабаритный (0 514 мм) шестиуровневый киноформный элемент для высокораарешающего малолинзового объектива-апохромата ИСНАР-2 с повышенными оптотехническими и уменьшенными весовыми характеристиками.

Проведена ионная зональная ретушь пробных стекол и объективов, в том числе объектива 0 514 мм в целом, путем компенсации ошибок волнового фронта на поверхности одного из элементов.

7. Изучено влияние ионной обработки (очистки) поверхности подложек на адгезионную прочность различных оптических покрытий, в том числе на подложках из ИК материалов. Исследования методом нормального отрыва однозначно показали увеличение адгезионной прочности.

8. Сформулировано и экспериментально подтверждено предположение о правомерности распространения принципа нейтрализации про-ходявего через каналы сеточного электрода ионного пучка на высокочастотный разряд. Разработка зашиоена авторским свидетельством.

Практическая значимость работы.

Выполненные исследования и полученные в диссертации результаты позволили расширить возможности оптической технологии за счет использования новых технических средств и технологических процессов.

I. Разработано несколько модификаций устройства для ионной обработки диэлектрических материалов с пучками диаметром до 500

мы. Устройства использованы в экспериментальных и промышленных установках СМ-195, Ш0Н-300, ВУ-700ШОН.

2. Разработаны базовый вариант устройства для ионной очистки подложек перед нанесением покрытий ИОП-2 и его модификации для очистки поверхности крупногабаритных и длинномерных изделий в едином технологическом цикле. Процесс обеспечивает значительное увеличение адгезионной прочности широкого круга покрытий различного назначения:

I/ в промышленных условиях получены: - высококачественные слои хрома для первых отечественных измерительных растров преобразователей линейных перемешений на длинномерных (730 мм) стеклянных подложках;

безнагревной технологии;

2/ в лаборатории ВНЦ "ГОИ им.С.И.Вавилова" технологический процесс ионной очистки использован при нанесении покрытий всех видов на элементы приборов различного назначения, работавших в УФ, видимом и ИК диапазонах спектра, в том числе лазерных и тепловизионных приборов и систем. На процесс составлена технологическая инструкция АБ.25271.90232.

3. Изготовлен уникальный шестиуровневый киноформный элемент диаметром 514 мм для объектива ИСНАР-2 с повышенными опто-техническими и уменьшенными весовыми характеристиками. Осуществлена ионная зональная ретушь детали # 514 мм при доводив объектива, а также ионная ретушь пробных стекол.

Отдельные результаты диссертационной работы использованы при проведении НИР и вошли в научные отчеты, а также внедрены на НПЗ (г.Новосибирск), АО "Завод "Юпитер" (г.Валдай), использованы на 0П0П и в лаборатории ВНЦ "ГОИ им.С.И.Вавилова". Внедрение разработок подтверждено актами внедрения.

На защиту выносится следующее:

1. Результаты исследования и разработанный принцип построения устройств, позволяющих формировать из плазмы тлевшего разряда в системе сеточного электрода на постоянном токе широкие пучки ионов и одновременно осуществлять их эффективную нейтрализацию в каналах, образованных пластинами электрода,за счет осцилляции вторичных электронов в них при равенстве геометрических размеров каналов величине темного катодного пространства.

2. Результаты исследования и разработанный способ повыше-

высокопрочные просветляющие слои на основе

б

ния скорости обработки при неизменном ускорявшем напряжении модифицированным устройством за счет осцилляции вторичных и отраженных электронов в промежутке меаду сеточным электродом и вводимым с этой целью в разрядный промежуток дополнительным плоским электродов из токопроводяшего материала при отрицательном потенциале на нем, сравнимом с падением напряжения в положительном столбе разряда.

3. Результаты исследования и разработанный способ повышения степени равномерности обработки по сечению пучка и его реализация путем использования дополнительного плоского электрода конфорочного типа.

4. Результаты исследования, разработанный способ и оборудование для осуществления процесса управляемой зональной ретуши в едином технологическом цикле за счет управления плотностью ионного тока по сечению пучка.

5. Разработанный базовый вариант устройства для ионной обработки подложек перед нанесением покрытий в едином технологическом цикле ИОП-2 и его модификацию для ионной очистки крупногабаритных и длинномерных подложек, позволивших существенно повысить адгезию оптических покрытий различных составов и назначений, в том числе инфракрасных.

6. Результаты исследования закономерностей ионно-химичес-кой обработки в системе сеточного электрода на постоянном токе.

7. Результаты апробаций предложенных устройств и разработанных технологических приемов изготовления уникальных оптических элементов и совершенствования оптических покрытий (шестиуровневый киноформный элемент 0 514 мм для крупногабаритного объектива ИШАР-2 и ионная зональная ретушь поверхности детали # 514 мм с целью доводки объектива; растровые меры длины (730 им) на основе слоев хрома; высокопрочные беэнагревные просветляющие покрытия на основе слоев для кинофотоаппаратуры; результаты исследования лазерной и адгезионной прочности покрытий).

8. Результаты исследования, подтверждавшие правомерность применения разработанных принципов нейтрализации ионного пучка к ВЧ разряду.

Личный вклад автора в представленную работу выразился:

- в проведении подробного теоретического и экспериментального исследования процессов формирования и управления потоками

энергетических нейтральных частиц и» плазмы тлевшего разряда и их влияния на физико-химические и оптические свойства обрабатываемых поверхностей;

- в проведении экспериментальных исследований, связанных с разработкой оборудования и технологии ионной размерной обработки, ионной зональной ретуши крупногабаритных оптических деталей и ионной очистки подложек перед нанесением покрытий в системе сеточного электрода на постоянном токе;

- в анализе и интерпретации полученных результатов.

Публикации и апробация работы. Основные результаты, изложенные в диссертационной работе, докладывались на конференциях, список которых приведен в конце автореферата. По материалам диссертации опубликовано печатных работ, получено 4 авторских свидетельства на изобретение, в том числе один патент, подана заявка на патент.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения. Основной материал изложен на страницах, включая рисунков, таблиц. Список литературы состоит из наименований.

Краткое содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи, новизна исследования, кратко изложено основное содержание кавдого раздела.

В первой главе, имеющей обзорный характер, проведен анализ отечественных и зарубежных литературных источников, посвяшенных способам формирования ионных пучков, пригодных для использования в оптической технологии. Особое внимание уделено системам, формирующим широкие ионные пучки и способным устойчиво функционировать как в инертной среде, так и при работе с химически активными газами. Проведена сравнительная оценка достоинств различных источников и систем.

Отдельно выделена проблема нейтрализации пучков и поверхностных зарядов, при этом особое внимание уделено процессам нейтрализации ионов при скользящих углах падения на проводяшую поверхность.

Рассмотрены некоторые аспекты процесса эародышеобразования на начальном зтапе ковденсации покрытий и эволюционные процессы

в ансамблях дисперсных частиц с учетом эффектов, сопровождавших бомбардировку поверхности твердого тела ускоренными частицами и влияющих на увеличение адгезионной прочности покрытий.

Вторая глава посвяшена разработке устройства для ионной обработки диэлектрических материалов. За основу была взята оптимальная конструкция ВЧ-сеточного электрода. Обстоятельные исследования процессов формирования ионных пучков таким электродом из плазмы аномального (плотного) тлеющего разряда постоянного тока позволили сделать предположение о связи степени нейтрализации проходящего через каналы, образованные пластинами электрода, ионного пучка со степенвю локализации вторичных электронов именно внутри каналов. В условиях стационарного разряда со сформированным на границе темного катодного пространства (ТКП) объемным положительным зарядом предполагалось возможным создать необходимое для такой локализации специфическое распределение электрического поля около электрода и внутри каналов. Результаты расчета электростатического поля системы плосхопараллельных пластин, образующих электрод, указали на состоятельность такого подхода. Проведенный эксперимент с электродом, размеры каналов которого (ширина и глубина) были приведены в соответствие с величиной ТКП, полностью подтвердил это: локализация (осцилляция) электронов в каналах позволила получить при разряде в инертном газе нейтрализованный пучок ионов и обеспечить ионную обработку за пределами ТКП.

Проведено всестороннее исследование влияния режимов обработки, отклонений параметров каналов электрода от оптимальных на реализуемые скорости обработки. Осуществлено экспериментальное моделирование систем с несимметричными распределениями электрических полей на входе и выходе каналов. Сформулированы обшие закономерности функционирования устройства. Рассмотрены вероятности возможных альтернативных механизмов нейтрализации: за счет резонансной перезарядки и при скользящих углах падения ионов на проводящую поверхность.

Исследованы зависимости скорости обработки кварцевого стекла КУ от расстояния электрод - образец в среде аргона при варьировании технологических режимов для электродов с пластинами из Мо, Та, И,ЛЕ, ХаЬ6-2г&1 , Я» (сталь-20), нерж.ст.12Х1Ш10Т. Для ускоряющих напряжений 71 - 4...6 кВ, плотностей разрядного тока 0,6...1,9 /яА/см^ скорости обработки, например,

вблизи электрода составили 1Г~ 0,8...3,6 мкм/час. Проведен анализ и дано объяснение полученным зависимостям.

Изучены особенности разряда в рассматриваемой системе при расположении на различных расстояниях от электрода токопроводя-ших и диэлектрических пластин, размеры которых сравнимы с размерами электрода. Выдвинуто и экспериментально подтверждено предположение о возможности эффективно управлять с сохранением условия нейтрализации параметрами разряда за счет введения в разрядный промежуток плоского токопроводяоего электрода, находящегося под отрицательным потенциалом, сравнимым с падением напряжения в положительном столбе. Это обеспечило следующие преимущества:

- возможность повышения скорости обработки, а следовательно и производительности технологического процесса ионной обработки за счет увеличения плотности разрядного тока, вызванного дополнительными актами ионизации вторичными и отраженными от дополнительного электрода электронами;

- снижение при необходимости рабочего напряжения (снижение тепловых нагрузок на деталь, вызванных бомбардировкой высоко-энергетичными электронами) при сохранении относительно высокой скорости обработки;

- возможность более гибко варьировать режимы в процессе обработки с сохранением эффективной нейтрализации за счет адекватных изменений потенциала дополнительного электрода и обеспечения таким образом требуемой плотности разрядного тока.

В третьей главе приведены результаты исследования особенностей формирования и управления характеристиками широкоапертур-ных пучков, созданных сеточнш электродом на постоянном токе. Экспериментальной базой служили установки ПИШ-300 и СМ-195, оборудованные с этой целью соответствующей подколпачной арматурой и формировавшие пучки диаметром 300 мм и 500 мм.

Проведена оптимизация параметров разряда для конструкций электродов с различной шириной каналов.

При увеличении диаметра обрабатываемых деталей нарастают негативные тенденции, связанные с зарядкой поверхности диэлектрической подложки за счет бомбардировки ее вторичными электронами. В этих условиях развивается процесс паразитной осцилляции вторичных электронов в промежутке меаду рабочим электродом и обрабатываемой поверхностью, что приводит к неустойчивому характеру разряда и нестабильности результатов обработки. Когда ради-

ус детали становится сравнимым с несколькими длинами свободного пробега электронов по отношению к процессу ионизации, нарастает лавинообразный неуправляемый процесс, переводящий разряд в дуговой.

Для обеспечения стабильной формы разряда вне зависимости от размеров деталей предложено между рабочим электродом и обрабатываемой деталью располагать еше один сеточный элехтрод, находящийся под потенциалом земли. Проведена оптимизация его конструкции и изучено влияние электрода на параметры разряда и скорость обработки, а также ее распределение по сечению пучка.

Неотъемлемым свойством любой системы, используюшей для формирования ионных пучков плазму тлеющего разряда, служит различие в плотностях частиц в направлении от оси пучка к его периферии, приводящее к неравномерности скорости обработки по сечению пучка» Изучена степень влияния технологических параметров на скорость обработки образцов, удаленных на различные расстояния от центра электрода диаметром до 500 мм.

Показано, что в присутствие заземленного электрода происходит увеличение неравномерности съема материала с поверхности детали. Для борьбы с этим предложен, исследован и реализован вариант устройства с дополнительным плоским электродом конфорочного типа. Каадый электрод подключен к отрицательному полюсу соответствующего источника постоянного напряжения, так что /£/,/< < ¡Ui! < ♦ • • </ 'Uni, где U, и Un - потенциалы центрального и внешнего электродов системы соответственно. Определены размеры кольцевых зон, обеспечивающих искомую равномерность, и указано на их однозначную связь с пространственными областями декомпенсации объемных зарядов.

Сформулированы отличительные особенности ионно-химической обработки в системе сеточного электрода на постоянном токе. В качестве рабочего газа использовался фреон-14 /СС4/, а также его смеои с Аг, Хе, 0g. Определено, что увеличение скорости обработки с сохранением качества обрабатываемой поверхности происходит при возрастании содержания СВ4 до 10...20$. Дано объяснение подученным результатам с точки зрения явления катафореза.

Проведены исследования и разработан способ формообразования поверхности оптической детали (управляемая ионная зональная ретушь). Формирование на поверхности детали произвольного гладкого (в том числе неосесимметричного) профиля осуществляется за

счет суперпозиции локальных неоднородностей проработки на поверхности детали, являвшихся следствием изменения скорости обработки в соответствующих областях. Такое изменение происходит вследствие модуляции плотности ионного тока, производимой системой единичных электродов-зондов, электрически и механически связанной с дополнительным электродом конфорочного типа. Определена связь между размерами и величиной (высотой) неоднородностей на поверхности детали и расстоянием зондов до рабочего электрода и между собой. Экспериментально доказана эффективность разработанного способа и устройства для его реализации.

Экспериментально подтверждена справедливость распространения разработанного принципа нейтрализации ионных пучков устройствами, испольэуюшими высокочастотный разряд, что позволило по-новому решать некоторые задачи формообразования.

В конце главы дано краткое описание опытного образца промышленной установки ВУ-700 ПИОН, предназначенной для ионной и ионно-химической обработки оптических деталей диаметром до 500 мм.

Установка позволяет реализовать процессы на базе сеточного электрода на постоянном токе, нашедшие отражение в настоящей работе.

Четвертая глава посвяшена разработке технологических процессов ионной обработки, зональной ретуши и очистки подложек перед нанесением покрытий. Представлены примеры практической реализации указанных процессов.

На установке СМ-195 разработан техпроцесс и осушествлено изготовление шестиуровневого киноформного элемента для крупногабаритного объектива-апохромата Ш1АР-2 с повышенными опто-техническими и уменьшенными весовыми характеристиками. Ионная обработка детали из стекла К-8 диаметром 514 мм проводилась в среде аргона по защитным маскам из позитивного фоторезиста ФП-383.

С целью исправления остаточной зональной ошибки объектива впервые осуществлена ионная ретушь детали 0 514 мм по маскам, профиль которых синтезировался на ЭВМ. Глубина травления отдельных зон составляла 0,044 мкм, полная глубина -около 0,88 мкм.

Анализ исследования отретушированной поверхности на интерферометре " " по схеме Физо с эталоном 0 600 мм показал, что достигнута требуемая точность отретушированной поверхности.

Проведена ионная зональная ретушь пробных стекол. В качестве примера приведены результаты для детали 0 180 мм. Размах зональной ошибки уменьшился с 0,109 мкм до 0,022 мкм, а среднеквадратичная - с 0,017 до 0,003 мкм.

Качество оптических покрытий во многом зависит от эффективности очистки поверхности детали перед нанесением покрытия. Ионная обработка подложек непосредственно в вакуумных камерах, осуществляя разрыв адсорбционных связей между подложкой и загрязнениями, играет определяющую роль в процессе зародышеобра-зования и роста пленки на первых стадиях. Причиной тому не только эффективная очистка, вызванная удалением слоя материала с поверхности подложки, но и ее значительная активизация. Это резко меняет характер роста пленок на ней.

Разработан базовый вариант устройства для ионной очистки подложек перед нанесением покрытий в едином технологическом цикле И0П-2, а также его модификация для очистки крупногабаритных и длинномерных подложек. Устройство не содержит накальных элементов и не требует охлаждения. Минимальные габариты устройства 200x200x100 мм. Максимальные размеры (длина, ширина) принципиально не ограничены и лимитируются лишь возможностями используемых блоков питания. Устройство позволяет существенно снизить требования к предварительной подготовке подложек, так как дает возможность исключить наиболее дорогостоящие этапы очисток. На технологический процесс ионной очистки выпушена инструкция АБ.25271.90232.

Проведены исследования на разрывной машине MP 05-1 методом нормального отрыва адгезионной прочности широкого круга покрытий, в том числе на подложках из ИК-материалов. Анализ результатов исследования показал повышение в 1,5...2,5 раза адгезионной прочности слоев по сравнению со слоями, полученными по стандартным технологиям, включавшим и высокотемпературный нагрев, и нанесение адгезионных слоев.

Методами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), электронной микроскопии (ЭМ) и рентгеновского микроанализа (РМА) проведены исследования химического состава, стехиометрии и микроструктуры некоторых тонкослойных вакуумных покрытий, полученных с использованием устройства и без него. Показана возможность коррекции стехиометрического состава слоев путем воздействия на покрытия ионными пучками сложного химического состава.

Получены в производственных условиях высококачественные слои хрома на длинномерных (730 мм) подложках, ввдерживаюпие последующие операции химического травления при получении шкал, а также толстые слои алюминия (до 1,5 мкм) без подслоя из хрома для нарезания дифракционных решеток.

Проведено исследование и выбраны материалы, пригодные к использованию в качестве пластин электрода и обеспечивающие высокую чистоту обрабатываемой поверхности при нанесении широкого круга покрытий УФ, видимого и ИК-диапазонов, в том числе покрытий для лазеров. Обнаружена тенденция к повышению порога разрушения и снижению потерь на рассеяние.

Разработаны безнагревные технологические процессы получения просветляюших покрытий на основе слоев Мср^, а также просветлявших интерференционных покрытий на оптические детали большого размера из нестойких стекол ( d 200 мм).

В заключении суммированы основные результаты и выводы диссертационной работы.

ВЫВОДЫ

1. Впервые всесторонне исследован процесс формирования сеточным электродом на постоянном токе направленного потока ионов из плазмы тлеющего разряда. Сформулировано условие эффективной нейтрализации ионов потоком вторичных электронов, определяющее однозначную связь меаду геометрическими параметрами электрода и величиной темного катодного пространства.

2. Проведены исследования и разработан способ повышения плотности разрядного тока за счет увеличения длины свободного пробега по отношению к процессу ионизации осциллирующими вторичными и отраженными электронами в промежутке между основным (сеточным) и дополнительным плоским электродом, вводимым с этой целью в разрядный промежуток и имеющим потенциал, сравнимый с падением напряжения в положительном столбе. Это повышает эффективность ионной обработки.

3. Проведены исследования равномерности скорости обработки по сечению пучков диаметром до 500 мм. Показана возможность эффективного управления однородностью пучка при использовании дополнительного электрода конфорочного типа с раздельным электропитанием его элементов. Показана возможность и определены способы борьбы с паразитной осцилляцией электронов, возникающей в

промежутке электрод - деталь при увеличении размеров обрабатываемой поверхности диэлектрической подложки.

4. Экспериментально подтверждено предположение о правомерности распространения принципа нейтрализации проходящего через каналы сеточного электрода ионного пучка на высокочастотный раз-рад. Это позволяет расширить функциональные возможности метода ионного формообразования.

5. Изучены особенности ионно-химической обработки в системе сеточного электрода на постоянном токе. Установлены процентные соотношения компонентов газовых смесей, регламентируемые явлением катафореза, обеспечивающие повышение скорости обработки при сохранении качества полированных поверхностей.

6. Разработан способ управления в едином технологическом цикле распределением величины съема по поверхности образца за счет модуляции плотности ионного тока (управляемая зональная ретушь). Способ позволяет получать любое гладкое распределение, в том числе и неосесимметричное.

7. Впервые в отечественной практике на разработанном оборудовании изготовлен крупногабаритный (.0 514 мм) шестиуровневый киноформный элемент для высокоразрешашего малолинзового объектива-апохромата ИСНАР-2 с повышенными оптотехническими и уменьшенными весовыми характеристиками.

8. Проведена ионная зональная ретушь пробных стекол и объективов, в том числе объектива # 514 мм в целом, путем компенсации ошибок волнового фронта на поверхности одного из элементов.

9. Изучено влияние ионной обработки (очистки) поверхности подложек на адгезионную прочность различных оптических покрытий, в том числе на подложках из ИК материалов. Исследования методом нормального отрыва однозначно показали увеличение адгезионной прочности.

10. В лабораторных и промышленных условиях получен широкий круг оптических покрытий на ионнообработанных подложках с повышенными эксплуатационными характеристиками, в том числе по беэ-нагревной технологии,

11. Разработано несколько модификаций устройства для ионной обработки диэлектрических материалов с пучками диаметром до 500 мм. Устройства использованы в экспериментальных и промышленных установках СМ-195, ПИ0Н-300, ВУ-700 ПИОТ. Разработан базовый вариант устройства И0П-2 для ионной очистки подложек перед нанесе-

нием покрытий в едином технологическом цикле, а также его модификация для крупногабаритных и длинномерных изделий. Устройства предназначены для оснащения типовых вакуумных установок для нанесения покрытий вместо электрода очистки тлевшим разрядом.

Материалы, вошедшие в диссертацию, были доложены на отраслевых семинарах "Ионная обработка оптических материалов и создание высокоточных оптических элементов" /Москва, 1963/; "Совершенствование производства оптических покрытий" /Москва, 1985/; "Технология изготовления прецизионных оптических элементов" /Москва, 1986, 1989; Санкт-Петербург, 1996/.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Мегорская К.Д., Миллер В.Т. Получение прецизионных эталонов углов ионной обработкой.//Сб.тезисов докл.Х1У научно-технической конференции молодых специалистов/ ГОИ им.С.И.Вавилова.

Л., 1982. C.I.

2. Андреев А.И., Вишневская Л.В., Ильин В.В., Киселев В.Т,, Миллер В.Т., Первеев А.Ф., Соколов В.М. Установка для ионной обработки оптических деталей "ПИОН-ЗОО" //Сб.тезисов докл.П-го отраслевого семинара "Ионная обработка оптических материалов и создание высокоточных оптических элементов" /ЦНИИ. М., 1983. C.II-I3

3. Ильин В.В., Миллер В.Т. Устройство для ионной обработки подложек и покрытий в камере для нанесения оптических покрытий /Лам же. С.19-21.

4. Вишневская Л.В., Ильин В.В., Миллер В.Т., Первеев А.Ф. Устройство для ионной обработки диэлектрических материалов // А.с.№ I166526, 1983.

5. Вишневская Л.В., Лысенко В.А., Миллер В.Т., Первеев А.Ф, Способ контроля процесса ионной обработки в емкостной высокочастотной газоразрядной инертной и химически активной плазме // A.c.» 1227060, 1982.

6. Миллер В.Т., Первеев А.Ф. Устройство ионной полировхи подложек и покрытий для серийных вакуумных установок //Сб.тезисов докл. отраслевого семинара "Совершенствование производства оптических покрытий" /ЦНИИ. М., 1985. С.53.

7. Иванова В.М., Ильин В,В., Первеев А.Ф,, Петров Б.И., Миллер В.Т., Смирнов В.Н., Степанов В.Н., Фролова Н,П. Некоторые технологические аспекты изготовления крупногабаритных кино-

формных элементов //Сб.тезисов докл.отраслевого семинара "Технология изготовления прецизионных оптических элементов" /ЦНИИ. М., 1986. С,19-22.

8. Миллер В.Т., Михайлов A.B. Устройство для ионной обработки оптических материалов и покрытий //Там же. С.10.

9. Миллер В.Т. Новый метод ионной размерной обработки оптических деталей диаметром до 600 мм Дам же. С.42-43.

10» Вишневская Л.В., Лысенко В.А., Миллер В.Т. Контроль процесса ионно-химической обработки в высокочастотном разряде //Там же. С.17-18.

11. Иванова В.М., Мегорская К.Д., Миллер В.Т., Первеев А.Ф., Петров Б.И., Смирнов В.Н., Степаков В.Н., Шевченко Н.П. Технология киноформных оптических элементов на основе ионной обработки //Передовой опыт. 1988. ff II. C.II-I6.

12. Миллер В.Т., Бабахин С.М. Ионно-химическая обработка оптических материалов сеточным электродом на постоянном токе // Сб.тезисов докл.отраслевого семинара "Технология изготовления прецизионных оптических элементов" /ЦНИИ. М., 1989. С.46-49.

13. Миллер В.Т., Кузнецов В.В, Опыт использования устройства для чистки подложек перед нанесением покрытий в промышленных установках /Дам же. С.68-70.

14. Вишневская Л.В., Громов А.П., Гукасов A.A., Дмитриев A.C., Лысенко В.А., Миллер В.Т. Расширение функциональных возможностей методов формообразования за счет оптимизации конструктивных и технологических параметров в системе сеточного электрода // Там же. С.55-57.

15. Миллер В.Т., Первеев А.Ф. Устройство для ионной очистки подложек и полировки слоев //Оптический журнал. 1993. С.72-75.

16. Вишневская Л.В., Дмитриев A.C., Миллер В.Т., Первеев А.Ф., А.с.№ 324398, 1990.

17. Первеев Л.Ф., Миллер В.Т. Устройство для ионной обработки диэлектрических материалов в вакууме //Патент № I308II2, 1993.

18. Елисеев E.H., Фадеева Э.И., Миллер В.Т., Первеев А.Ф. Сверхмногослойные интерференционные УФ-фильтры с глубоким подавлением в широкой области спектра /Сб.тезисов докл.отраслевого семинара "Технология изготовления прецизионных оптических элементов /НТЦ "Информтехника", АООТ "Л0М0", СПб., 1996. С.61.

19. Миллер В.Т., Пашкова H.A., Первеев А.Ф., Соколова P.C., Ливенок В.Е. Повышение адгезионной прочности оптических покрытий для ИК области спектра /Дам же. С.64-65.