一種x射線波段光學(xué)元件高精度面形控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于X射線光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于控制光學(xué)元件大曲率半徑的變形，并具有局部面形誤差補(bǔ)償功能的X射線波段光學(xué)元件高精度面形控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在同步輻射光束線和EUV光刻領(lǐng)域，需要用到各種面形復(fù)雜的光學(xué)元件，主要的反射表面形狀有平面、柱面、環(huán)面、球面、拋物面和橢球面。根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，以及對(duì)光學(xué)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(diào)，表面精度高和易于制造等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]目前，由于現(xiàn)有的X射線波段光學(xué)元件彎曲變形裝置只對(duì)光學(xué)元件的兩個(gè)端部施加彎矩，所以只能實(shí)現(xiàn)光學(xué)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(huì)存在局部面形誤差過大的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提出一種X射線波段光學(xué)元件高精度面形控制裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)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(huì)存在局部面形誤差過大的問題。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種X射線波段光學(xué)元件高精度面形控制裝置包括主動(dòng)輥、從動(dòng)輥、超高精度位移控制裝置和控制系統(tǒng)；
[0006]兩個(gè)所述主動(dòng)輥分別位于光學(xué)元件兩端光學(xué)表面的上方，所述主動(dòng)輥具有三個(gè)自由度，包括沿其軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，沿垂直于光學(xué)元件表面的自由度和沿平行光學(xué)元件表面的自由度；
[0007]兩個(gè)所述從動(dòng)輥分別位于光學(xué)元件兩端底部的下方，所述從動(dòng)輥具有一個(gè)自由度，即沿其軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；
[0008]多個(gè)所述超高精度位移控制裝置均勻安裝在所述光學(xué)元件底板上，所述控制系統(tǒng)控制多個(gè)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(dòng)桿和驅(qū)動(dòng)器，所述連接塊與所述光學(xué)元件底部固定連接，所述傳動(dòng)桿一端與所述連接塊連接，另一端與所述驅(qū)動(dòng)器連接。
[0010]所述連接塊底部具有球形凹槽，所述傳動(dòng)桿一端為球形結(jié)構(gòu)，所述連接塊的球形凹槽和傳動(dòng)桿的球形結(jié)構(gòu)形成萬向鉸鏈接頭。
[0011]所述驅(qū)動(dòng)器控制傳動(dòng)桿運(yùn)動(dòng)的直線位移分辨率和定位精度均為微米量級(jí)或納米量級(jí)。
[0012]本發(fā)明的有益效果為:本發(fā)明的一種X射線波段光學(xué)元件高精度面形控制裝置采用主動(dòng)輥和從動(dòng)輥實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件彎曲變形，并采用若干套超高精度位移控制裝置實(shí)現(xiàn)彎曲后光學(xué)元件的局部整形，從而獲得極高面形精度的壓彎光學(xué)元件。在光學(xué)元件彎曲變形的基礎(chǔ)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(guī)律。根據(jù)所要加工的面形形狀，計(jì)算出每套超高精度位移控制裝置所應(yīng)該移動(dòng)的位移，進(jìn)而使每套超高精度位移控制裝置達(dá)到目標(biāo)位移，每套超高精度位移控制裝置在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)帶動(dòng)光學(xué)元件的局部區(qū)域發(fā)生變形，當(dāng)所有的超高精度位移控制裝置達(dá)到目標(biāo)位置時(shí)，光學(xué)元件的表面面形也就加工完成。根據(jù)每套超高精度位移控制裝置的位移的規(guī)律性如球面規(guī)律、拋物面規(guī)律和橢球面規(guī)律組合，可以加工出球面，拋物面和橢球面等。
[0013]本發(fā)明的一種X射線波段光學(xué)元件高精度面形控制裝置，不僅可以實(shí)現(xiàn)平面光學(xué)元件簡單的彎曲變形，獲得柱面面形，而且每個(gè)局部區(qū)域都由一套位移控制裝置來控制其變形，可以通過對(duì)光學(xué)元件離散化的處理，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面面形，如球面、拋物面和橢球面等的成形。對(duì)于高面形精度要求的光學(xué)元件，也可以通過位移控制裝置來控制光學(xué)元件的局部面形誤差，從而實(shí)現(xiàn)光學(xué)元件面形的高精度修正。
【附圖說明】
[0014]圖1為本發(fā)明的一種X射線波段光學(xué)元件高精度面形控制裝置未使光學(xué)元件發(fā)生變形時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2為本發(fā)明的一種X射線波段光學(xué)元件高精度面形控制裝置使光學(xué)元件發(fā)生變形時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]其中:1、主動(dòng)輥，2、從動(dòng)輥，3、連接塊，4、傳動(dòng)桿，5、驅(qū)動(dòng)器，6、光學(xué)元件。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。
[0018]參見附圖1和附圖2，本發(fā)明的一種X射線波段光學(xué)元件高精度面形控制裝置包括主動(dòng)輥1、從動(dòng)輥2、超高精度位移控制裝置和控制系統(tǒng)；
[0019]兩個(gè)所述主動(dòng)輥I分別位于光學(xué)元件6兩端光學(xué)表面的上方，所述主動(dòng)輥I具有三個(gè)自由度，包括沿其軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，沿垂直于光學(xué)元件6表面的自由度和沿平行光學(xué)元件6表面的自由度；
[0020]兩個(gè)所述從動(dòng)輥2分別位于光學(xué)元件6兩端底部的下方，所述從動(dòng)輥2具有一個(gè)自由度，即沿其軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；
[0021]多個(gè)所述超高精度位移控制裝置均勻安裝在所述光學(xué)元件6底板上，所述控制系統(tǒng)控制多個(gè)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(dòng)桿4和驅(qū)動(dòng)器5，所述連接塊3與所述光學(xué)元件6底部固定連接，所述傳動(dòng)桿4 一端與所述連接塊3連接，另一端與所述驅(qū)動(dòng)器5連接。
[0023]所述連接塊3底部具有球形凹槽，所述傳動(dòng)桿4 一端為球形結(jié)構(gòu)，所述連接塊3的球形凹槽和傳動(dòng)桿4的球形結(jié)構(gòu)形成萬向鉸鏈接頭。
[0024]所述的驅(qū)動(dòng)器5具有精確控制傳動(dòng)桿4直線運(yùn)動(dòng)的功能，驅(qū)動(dòng)器5控制傳動(dòng)桿4運(yùn)動(dòng)的直線位移分辨率和定位精度都能達(dá)到微米甚至納米量級(jí)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種X射線波段光學(xué)元件高精度面形控制裝置，其特征在于，包括主動(dòng)輥(I)、從動(dòng)輥(2)、超高精度位移控制裝置和控制系統(tǒng)； 兩個(gè)所述主動(dòng)輥(I)分別位于光學(xué)元件(6)兩端光學(xué)表面的上方，所述主動(dòng)輥(I)具有三個(gè)自由度，包括沿其軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，沿垂直于光學(xué)元件(6)表面的自由度和沿平行光學(xué)元件(6)表面的自由度； 兩個(gè)所述從動(dòng)輥(2)分別位于光學(xué)元件(6)兩端底部的下方，所述從動(dòng)輥(2)具有一個(gè)自由度，即沿其軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度； 多個(gè)所述超高精度位移控制裝置均勻安裝在所述光學(xué)元件(6)底板上，所述控制系統(tǒng)控制多個(gè)所述超高精度位移控制裝置的位移。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種X射線波段光學(xué)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(dòng)桿(4)和驅(qū)動(dòng)器(5)，所述連接塊(3)與所述光學(xué)元件(6)底部固定連接，所述傳動(dòng)桿(4) 一端與所述連接塊(3)連接，另一端與所述驅(qū)動(dòng)器(5)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種X射線波段光學(xué)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(dòng)桿(4) 一端為球形結(jié)構(gòu)，所述連接塊(3)的球形凹槽和傳動(dòng)桿(4)的球形結(jié)構(gòu)形成萬向鉸鏈接頭。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種X射線波段光學(xué)元件高精度面形控制裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)器(5)控制傳動(dòng)桿(4)運(yùn)動(dòng)的直線位移分辨率和定位精度均為微米量級(jí)或納米量級(jí)。
【專利摘要】一種X射線波段光學(xué)元件高精度面形控制裝置屬于X射線光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)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(huì)存在局部面形誤差過大的問題。本發(fā)明包括主動(dòng)輥、從動(dòng)輥、超高精度位移控制裝置和控制系統(tǒng)；兩個(gè)主動(dòng)輥分別位于光學(xué)元件兩端光學(xué)表面的上方，主動(dòng)輥具有三個(gè)自由度，包括沿其軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，沿垂直于光學(xué)元件表面的自由度和沿平行光學(xué)元件表面的自由度；兩個(gè)從動(dòng)輥分別位于光學(xué)元件兩端底部的下方，從動(dòng)輥具有一個(gè)自由度，即沿其軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；多個(gè)超高精度位移控制裝置均勻安裝在光學(xué)元件底板上，控制系統(tǒng)控制多個(gè)超高精度位移控制裝置的位移。
【IPC分類】G03F7/20
【公開號(hào)】CN104950594
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510316760
【發(fā)明人】龔學(xué)鵬, 盧啟鵬, 彭忠琦, 王依
【申請(qǐng)人】中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年6月10日