Electronic Beam Technology in Optoelectronic Instrumentation: High-quality Curved Surfaces and Microprofile Creation in Different Geometric Shapes

Abstract

Розроблено метод обробки криволінійних поверхонь оптичних елементів та створення на них функціональних мікропрофілей різної геометричної форми за допомогою системи нерухомих одиничних електронних променів шляхом оптимізації технологічних параметрів установки (кількості променів, їх струмів, прискорюючихнапруг та відстаней до оброблюваних поверхонь), що дозволяє створювати різні мікрооптичні деталі для оптико-електронних приладів. В основу методу покладені реалізовані на практиці схеми розташування системи одиничних електронних променів, що діють на криволінійні поверхні оптичних елементів. Згідно розробленого метода задача реалізації вирішувалась за допомогою дискретно розташованих нерухомих джерел теплового впливу гаусівського типу з різними амплітудами (максимальні значення густини теплового впливу електронних променів) та коефіцієнтами зосередженості , що діють на оброблювані поверхні оптичних елементів. При цьому керування впливом таких джерел здійснюється автоматично з використанням мікропроцесорної техніки. Показано, що збільшуючи кількість електронних променів (до 50…70) можна отримати високу точність (відносна похибка до 10 – 4…10 – 5) відповідності заданим складним розподіленим тепловим впливам вздовж оброблюваних як плоских, так й криволінійних оптичних елементів, необхідних для створення функціональних мікропрофілей на їх поверхнях заданої геометричної форми. Нині внаслідок технічних труднощів, які вникають, неможливо здійснювати ефективне керування великою кількістю променів (більше 10…15) Однак, зменшуючи їх кількість (наприклад, до 5…7), можна реалізовувати вказані розподілені теплові впливи з прийнятною на практиці точністю (відносна похибка не перевищує 3…5 %).

The curved surface treatment method of optical elements and functional microprofile creation of different geometric shapes using the system of fixed single electronic beams by optimizing the technological parameters of installation (the number of beams, their currents, accelerating voltages and distances to the processed surfaces) is developed. This method allows to create various microoptic parts for optoelectrical devices. The method is based on the practically implemented schemes of location of single electronic beam system that influence curved surfaces of optical elements. According to the developed method, the implementation task was solved using discretely located fixed sources of gaussian type thermal influence with different amplitudes (maximum values of electronic beam heat density) and focus factors influencing the processed surfaces of optical elements. At the same time, the impact control of such sources is carried out automatically using microprocessor equipment. It is shown that while increasing the number of electron rays (up to 50…70), you can get high accuracy of (relative error up to 10 – 4…10 – 5) compliance with the specified complex distributed thermal influences along the processed both flat and curved optical elements necessary for the creation of functional microprofiles on their surfaces of a given geometric shape. At present, due to technical difficulties that are appearing, it is impossible to effectively manage a large number of beams (more than 10...15) However, reducing their number (for example, up to 5...7), it is possible to implement these distributed heat influences with an acceptable accuracy in practice (relative error does not exceed 3...5 %).