Các linh kiện thủy tinh chính xác trong hệ thống quang học: Ứng dụng và thách thức trong sản xuất

Thủy tinh quang học là xương sống của ngành quang tử hiện đại. Từ truyền thông đến quốc phòng, yêu cầu đối với các thành phần này ngày càng khắt khe hơn.

Trong các hệ thống laser công suất cao, các thành phần quang học phải chịu được mật độ năng lượng cực lớn. Bất kỳ khuyết tật hoặc tạp chất nhỏ nào trong thủy tinh đều có thể dẫn đến hư hỏng do laser gây ra, làm ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống. Trọng tâm sản xuất ở đây là loại bỏ hư hỏng dưới bề mặt và đảm bảo độ đồng nhất cao để ngăn ngừa biến dạng chùm tia.

Khi kích thước khẩu độ của kính viễn vọng không gian và các thiết bị cảm biến từ xa ngày càng lớn (hiện đã vượt quá 4 mét), yêu cầu về trọng lượng nhẹ và độ chính xác bề mặt càng trở nên khắt khe. Các thành phần quang học dành cho không gian phải duy trì hình dạng của chúng trong môi trường nhiệt độ khắc nghiệt, đòi hỏi các vật liệu có hệ số giãn nở nhiệt cực thấp.

Trong ngành công nghiệp bán dẫn, hệ thống quang khắc EUV dựa trên các gương phản xạ với độ nhám bề mặt được kiểm soát ở mức dưới 0,1 nm (RMS). Ngay cả những vết lồi lõm ở cấp độ nguyên tử cũng có thể tán xạ ánh sáng và làm giảm độ phân giải của chip. Điều này thể hiện đỉnh cao của công nghệ sản xuất thủy tinh quang học.

Thách thức trong sản xuất: Ứng suất, độ phẳng và độ nhẵn

1. Kiểm soát căng thẳng nội tại

• Thách thức: Gia công thủy tinh cứng và giòn thường tạo ra các ứng suất vi mô.
• Phương pháp của chúng tôi: Chúng tôi sử dụng các quy trình ủ nhiệt tiên tiến và kỹ thuật tạo hình ít gây hư hại. Bằng cách kiểm soát chặt chẽ tốc độ làm nguội và sử dụng các chiến lược gia công giảm ứng suất, chúng tôi đảm bảo cấu trúc bên trong của thủy tinh vẫn trung tính và ổn định.

2. Đạt được độ phẳng cực cao (Độ chính xác ở tần số thấp)

• Thách thức: Phương pháp mài truyền thống có thể để lại các vết gợn sóng hoặc sai lệch hình dạng làm giảm độ chính xác của bề mặt sóng.
• Phương pháp của chúng tôi: Chúng tôi sử dụng công nghệ gia công bề mặt quang học điều khiển bằng máy tính độ chính xác cao (CCOS). Điều này cho phép chúng tôi hiệu chỉnh các lỗi tần số thấp (sai lệch hình dạng) để đạt được giá trị đỉnh-đáy (PV) thường nhỏ hơn 1 nm, đảm bảo đường dẫn quang học luôn được căn chỉnh hoàn hảo.

3. Độ nhám bề mặt (Độ mịn tần số cao)

• Thách thức: Loại bỏ "lớp mờ" và các vết xước siêu nhỏ còn sót lại sau quá trình mài đòi hỏi phải chuyển từ việc loại bỏ vật liệu sang làm mịn bề mặt.
• Phương pháp của chúng tôi: Chúng tôi sử dụng các công nghệ đánh bóng tiên tiến, bao gồm cả phương pháp hoàn thiện hỗ trợ từ tính. Kỹ thuật này cho phép xử lý hàng loạt các hình dạng phức tạp (như thấu kính hình dạng tự do) đồng thời đạt được độ nhám bề mặt dưới nanomet (Ra < 0,6 nm) mà không gây ra hư hại mới dưới bề mặt.

ZHHIMG: Đối tác của bạn trong lĩnh vực độ chính xác cực cao

• Hình học phức tạp: Gia công các thành phần quang học dạng tự do, phi cầu và phẳng.
• Đo lường và kiểm tra: Sử dụng máy đo giao thoa và máy đo biên dạng để xác minh chất lượng bề mặt và độ chính xác hình dạng trong thời gian thực.
• Kiến thức chuyên môn về vật liệu: Kinh nghiệm sâu rộng về silica nung chảy, thạch anh và các loại kính quang học chuyên dụng nổi tiếng với độ truyền dẫn cao và độ giãn nở thấp.