一種x射線波段光學元件高精度面形控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于X射線光學技術領域，具體涉及一種用于控制光學元件大曲率半徑的變形，并具有局部面形誤差補償功能的X射線波段光學元件高精度面形控制裝置。
【背景技術】
[0002]在同步輻射光束線和EUV光刻領域，需要用到各種面形復雜的光學元件，主要的反射表面形狀有平面、柱面、環面、球面、拋物面和橢球面。根據應用環境的不同，以及對光學元件需求的不同，可采用不同的加工方式來獲得所需要的面形。主要加工方式有兩種:磨制和彎曲變形。與磨制相比，彎曲變形具有半徑可調，表面精度高和易于制造等優點。
[0003]目前，由于現有的X射線波段光學元件彎曲變形裝置只對光學元件的兩個端部施加彎矩，所以只能實現光學元件簡單的彎曲變形，壓制出大曲率半徑的柱面面形，而且在壓彎過程中還會存在局部面形誤差過大的缺點。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提出一種X射線波段光學元件高精度面形控制裝置，解決現有技術存在的只能壓制大曲率半徑的柱面面形，而且在壓彎過程中還會存在局部面形誤差過大的問題。
[0005]為實現上述目的，本發明的一種X射線波段光學元件高精度面形控制裝置包括主動輥、從動輥、超高精度位移控制裝置和控制系統；
[0006]兩個所述主動輥分別位于光學元件兩端光學表面的上方，所述主動輥具有三個自由度，包括沿其軸線的轉動自由度，沿垂直于光學元件表面的自由度和沿平行光學元件表面的自由度；
[0007]兩個所述從動輥分別位于光學元件兩端底部的下方，所述從動輥具有一個自由度，即沿其軸線的轉動自由度；
[0008]多個所述超高精度位移控制裝置均勻安裝在所述光學元件底板上，所述控制系統控制多個所述超高精度位移控制裝置的位移。
[0009]所述超高精度位移控制裝置包括連接塊、傳動桿和驅動器，所述連接塊與所述光學元件底部固定連接，所述傳動桿一端與所述連接塊連接，另一端與所述驅動器連接。
[0010]所述連接塊底部具有球形凹槽，所述傳動桿一端為球形結構，所述連接塊的球形凹槽和傳動桿的球形結構形成萬向鉸鏈接頭。
[0011]所述驅動器控制傳動桿運動的直線位移分辨率和定位精度均為微米量級或納米量級。
[0012]本發明的有益效果為:本發明的一種X射線波段光學元件高精度面形控制裝置采用主動輥和從動輥實現光學元件彎曲變形，并采用若干套超高精度位移控制裝置實現彎曲后光學元件的局部整形，從而獲得極高面形精度的壓彎光學元件。在光學元件彎曲變形的基礎上，精確控制每套超高精度位移控制裝置的位移，使每套超高精度位移控制裝置的位移具有一定的規律。根據所要加工的面形形狀，計算出每套超高精度位移控制裝置所應該移動的位移，進而使每套超高精度位移控制裝置達到目標位移，每套超高精度位移控制裝置在運動過程中會帶動光學元件的局部區域發生變形，當所有的超高精度位移控制裝置達到目標位置時，光學元件的表面面形也就加工完成。根據每套超高精度位移控制裝置的位移的規律性如球面規律、拋物面規律和橢球面規律組合，可以加工出球面，拋物面和橢球面等。
[0013]本發明的一種X射線波段光學元件高精度面形控制裝置，不僅可以實現平面光學元件簡單的彎曲變形，獲得柱面面形，而且每個局部區域都由一套位移控制裝置來控制其變形，可以通過對光學元件離散化的處理，實現復雜曲面面形，如球面、拋物面和橢球面等的成形。對于高面形精度要求的光學元件，也可以通過位移控制裝置來控制光學元件的局部面形誤差，從而實現光學元件面形的高精度修正。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明的一種X射線波段光學元件高精度面形控制裝置未使光學元件發生變形時結構示意圖；
[0015]圖2為本發明的一種X射線波段光學元件高精度面形控制裝置使光學元件發生變形時結構示意圖；
[0016]其中:1、主動輥，2、從動輥，3、連接塊，4、傳動桿，5、驅動器，6、光學元件。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明。
[0018]參見附圖1和附圖2，本發明的一種X射線波段光學元件高精度面形控制裝置包括主動輥1、從動輥2、超高精度位移控制裝置和控制系統；
[0019]兩個所述主動輥I分別位于光學元件6兩端光學表面的上方，所述主動輥I具有三個自由度，包括沿其軸線的轉動自由度，沿垂直于光學元件6表面的自由度和沿平行光學元件6表面的自由度；
[0020]兩個所述從動輥2分別位于光學元件6兩端底部的下方，所述從動輥2具有一個自由度，即沿其軸線的轉動自由度；
[0021]多個所述超高精度位移控制裝置均勻安裝在所述光學元件6底板上，所述控制系統控制多個所述超高精度位移控制裝置的位移。
[0022]所述超高精度位移控制裝置包括連接塊3、傳動桿4和驅動器5，所述連接塊3與所述光學元件6底部固定連接，所述傳動桿4 一端與所述連接塊3連接，另一端與所述驅動器5連接。
[0023]所述連接塊3底部具有球形凹槽，所述傳動桿4 一端為球形結構，所述連接塊3的球形凹槽和傳動桿4的球形結構形成萬向鉸鏈接頭。
[0024]所述的驅動器5具有精確控制傳動桿4直線運動的功能，驅動器5控制傳動桿4運動的直線位移分辨率和定位精度都能達到微米甚至納米量級。
【主權項】
1.一種X射線波段光學元件高精度面形控制裝置，其特征在于，包括主動輥(I)、從動輥(2)、超高精度位移控制裝置和控制系統； 兩個所述主動輥(I)分別位于光學元件(6)兩端光學表面的上方，所述主動輥(I)具有三個自由度，包括沿其軸線的轉動自由度，沿垂直于光學元件(6)表面的自由度和沿平行光學元件(6)表面的自由度； 兩個所述從動輥(2)分別位于光學元件(6)兩端底部的下方，所述從動輥(2)具有一個自由度，即沿其軸線的轉動自由度； 多個所述超高精度位移控制裝置均勻安裝在所述光學元件(6)底板上，所述控制系統控制多個所述超高精度位移控制裝置的位移。2.根據權利要求1所述的一種X射線波段光學元件高精度面形控制裝置，其特征在于，所述超高精度位移控制裝置包括連接塊(3)、傳動桿(4)和驅動器(5)，所述連接塊(3)與所述光學元件(6)底部固定連接，所述傳動桿(4) 一端與所述連接塊(3)連接，另一端與所述驅動器(5)連接。3.根據權利要求2所述的一種X射線波段光學元件高精度面形控制裝置，其特征在于，所述連接塊(3)底部具有球形凹槽，所述傳動桿(4) 一端為球形結構，所述連接塊(3)的球形凹槽和傳動桿(4)的球形結構形成萬向鉸鏈接頭。4.根據權利要求2或3所述的一種X射線波段光學元件高精度面形控制裝置，其特征在于，所述驅動器(5)控制傳動桿(4)運動的直線位移分辨率和定位精度均為微米量級或納米量級。
【專利摘要】一種X射線波段光學元件高精度面形控制裝置屬于X射線光學技術領域，目的在于解決現有技術存在的只能壓制大曲率半徑的柱面面形，而且在壓彎過程中還會存在局部面形誤差過大的問題。本發明包括主動輥、從動輥、超高精度位移控制裝置和控制系統；兩個主動輥分別位于光學元件兩端光學表面的上方，主動輥具有三個自由度，包括沿其軸線的轉動自由度，沿垂直于光學元件表面的自由度和沿平行光學元件表面的自由度；兩個從動輥分別位于光學元件兩端底部的下方，從動輥具有一個自由度，即沿其軸線的轉動自由度；多個超高精度位移控制裝置均勻安裝在光學元件底板上，控制系統控制多個超高精度位移控制裝置的位移。
【IPC分類】G03F7/20
【公開號】CN104950594
【申請號】CN201510316760
【發明人】龔學鵬, 盧啟鵬, 彭忠琦, 王依
【申請人】中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月10日