专利名称：一种变角式双反射镜动态液膜厚度测定仪的制作方法
技术领域：
本发明属于光学冷加工技术领域中的一种对抛光液膜厚度的测量装置。
背景技术：
在光学冷加工中，常碰到对某些镜片需要进行超光滑表面加工，比如，在短波段光学中，用在超大规模集成电路制造中的极紫光刻系统，需要光学系统的成像质量特别清晰，这就要求光学镜片表面粗糙度达到小于1nm(RMS)的超光滑程度。
一般说来，对超光滑表面的光学冷加工，不能采用通常的被加工件表面与磨盘直接接触的研磨方式，而是采用让研磨溶液充满被加工件表面和磨盘之间的缝隙空间，磨盘与被加工件的相对运动，形成了两者缝隙空间的溶液流动，这种液膜流动的作用，可达到对被加工件表面超光滑加工的效果，流动的液膜厚度成为影响超光滑表面抛光的极为重要的因素，因此，在超光滑表面抛光过程中，对液膜厚度进行实时动态测量，就成为超光滑表面加工中必不可少的工作。
据掌握的情况，国内外在超光滑表面抛光中，通常都采用在被加工件上加配重的办法，来调节被加工件和磨盘之间的液膜厚度，与本发明最为接近的已有技术如图1所示(Y.Namba and H.Tsuwa，Ultra-precisionfloat polishing machine，Annals CIRP，1987，36(1)211-214)是由抛光池1、工件轴2、配重3、被抛光件4、液膜5、锡磨盘6、磨盘轴7组成的。
该装置是通过在被抛光件4上加配重3的办法，来调节被抛光件4和锡磨盘6之间的充满液膜的厚度，满足超光滑表面抛光的需要。这种办法只知道液膜厚度得到了调整，实际对液膜厚度的大小，并没有量的概念，每抛光一个工件，都得进行配重试验调整，给工作带来麻烦，影响工作效率和抛光质量，为了克服上述缺点，特设计一种能实时动态测量液膜厚度的装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何使液膜厚度的变化，转变为下反射镜相对于上反射镜转动的角度变化。
解决技术问题的技术方案是在变角式双反射镜系统中，采用轻质滑座托起顶杆支撑带有光滑精密转轴的下反射镜绕转轴转动结构，通过反射面相对安排的变角式双反射镜多次反射的激光束，观察毛玻璃显示屏上的光点位置变化。
本发明详细内容如图2所示是由抛光系统(8、9、10、11、12、13、22)和测量系统(9、14、15、16、17、18、19、20、21)组成的，抛光系统包括抛光池8、液膜9、锡磨盘10、被抛光件11、贴盘12、工件轴13、磨盘轴22；测量系统包括液膜9、下反射镜转轴14、平面反射镜15、观察屏16、激光光源17、上反射镜18、下反射镜19、顶杆20、滑座21。
在抛光系统中，磨盘轴22与锡磨盘10垂直，在锡磨盘10的中心与其固死并带动锡磨盘10旋转；工件轴13通过贴盘12在被抛光件11的中心与其固定，并与被抛光件11垂直，带动被抛光件11旋转；被抛光件11的抛光面与锡磨盘10的工作面平行，两者之间的缝隙充满液膜9。
测量系统(9、14、15、16、17、18、19、20、21)安装在抛光系统(8、9、10、11、12、13、22)中被抛光件11运动行进方向的后面，在测量系统中，液膜9充满滑座21和锡磨盘10之间的缝隙，顶杆20的下端在滑座21的中心处与其垂直并牢固，上端与下反射镜19垂直并固牢，上反射镜18和下反射镜19的反射面相对安装，上反射镜18固定不动，下反射镜19在顶杆20的作用下绕转轴14转动，改变上反射镜18和下反射镜19之间的夹角，激光光源17的激光束在变角式双反射镜的右端射向下反射镜19，经变角式双反射镜多次反射后，从下反射镜19的左端射出，经平面反射镜15反射至观察屏16。
工作原理说明激光光源17发出的激光束从双反射镜右端射向下反射镜19，激光束在双反射镜之间经过多次反射后，从下反射镜19的左端射出，经平面反射镜15反射到观察屏16上。上、下双反射镜中，上反射镜18固定不动，下反射19可绕转轴14转动，当被抛光件11的表面与锡磨盘10之间缝隙的液膜厚度发生变化时，滑座21和锡磨盘10之间的缝隙也随之发生变化，这种液膜厚度的变化，导致通过滑座21和顶杆20作用下反射镜19绕转轴14转动，从而改变着上反射镜18和下反射镜19之间的夹角发生变化，夹角的变化直接改变下反射镜19反射出的激光束的方向，从而也改变着平面反射镜15反射出的激光束的方向，平面反射镜15反射射向观察屏16上的光点位置变化，就可以测出滑座21的上升距离，即液膜厚度。
积极效果可以实时动态测量液膜厚度，及时调节液膜厚度，改善超光滑表面抛光条件，提高工作效率，保证抛光质量。
图1是已有技术的结构示意图，图2是本发明的结构示意图，摘要附图亦采用图2。
具体实施例方式
按图2所示的结构实施，上、下反射镜18和19的反射率要高于95％，转轴14采用光滑转轴，滑座21和顶杆20采用轻质材料，平面反射镜15采用铝反射镜，反射率高于95％，观察屏16采用带有刻度的毛玻璃。
权利要求
1.一种变角式双射镜动态液膜测定仪，是由抛光系统组成的，其特征在于本发明包括抛光系统(8、9、10、11、12、13、22)和测量系统(9、14、15、16、17、18、19、20、21)；测量系统安装在抛光系统中被抛光件(11)运动行进方向的后面，在测量系统中液膜(9)充满滑座(21)和锡磨盘(10)之间的缝隙，顶杆(20)的下端在滑座(21)的中心处与其垂直并牢固，上端与下反射镜(19)垂直并固牢，上反射镜(18)和下反射镜(19)的反射面相对安装，上反射镜(18)固定不动，下反射镜(19)在顶杆(20)的作用下绕转轴(14)转动，改变上反射镜(18)和下反射镜(19)之间的夹角，激光光源(17)的激光束在变角式双反射镜的右端射向下反射镜(19)，经变角式双反射镜多次反射后，从下反射镜(19)的左端射出，经平面反射镜(15)反射至观察屏(16)。
全文摘要
一种变角式双反射镜动态液膜厚度测定仪,属于光学冷加工技术领域中的一种对抛光液膜厚度的测量装置。本发明要解决的技术问题是如何使液膜厚度的变化,转变为下反射镜相对于上反射镜转动的角度变化。解决技术问题的技术方案是:在变角式双反射镜中,采用轻质滑座托起顶杆支撑带有光滑转轴的下反射镜绕转轴转动的结构,通过反射面相对安装的变角式双射镜多次反射射出的激光束,由毛玻璃接收显示。本发明是由抛光系统和测量系统组成的,测量系统安装在抛光系统中被抛光件运动方向的后面。该装置可以实时动态测量液膜厚度,及时调节液膜厚度,改善超光滑表面抛光条件,提高工作效率,保证抛光质量。
文档编号G01B11/06GK1358983SQ0210901
公开日2002年7月17日 申请日期2002年1月7日 优先权日2002年1月7日
发明者王君林, 徐长山 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所