专利名称：一种浮法抛光液膜厚度测量装置的制作方法
技术领域：
本发明属于光学冷加工技术领域中的一种抛光液膜厚度的测量装置。
背景技术：
在光学冷加工中，常常碰到对一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外光刻系统，需要光学系统的成像质量特别清晰，这就要求光学镜片的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与磨盘直接接触的研磨方式，而是采用让抛光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液膜，这种液膜的作用，可达到对被加工件表面超光滑加工的效果，液膜厚度成为影响超光滑表面冷加工的极为重要的因素。因此，在超光滑表面加工过程中，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加工中，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、被加工件2、工件轴3、配重4、锡磨盘5、磨盘轴6构成的。
该装置是通过被加工件2上加配重4的办法，来调节被加工件2和锡磨盘5之间的液膜的厚度，来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，实际上对液膜厚度的大小，并没有量的概念，每加工一个工件，都得进行配重试验调整，给工作带来麻烦，影响工作效率和自动化的实现。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，以提高工作效率和有助于实现自动化超光滑表面的加工。
发明内容
本发明要解决的技术问题是光杠杆能在液膜中浮起和俯仰角度变化的测量。
解决技术问题的技术方案是采用光滑转轴支撑光杠杆结构，光杠杆浮在液膜表面的一端带有过渡圆滑的弯脚，另一端带有反射镜，用平行光管观察光杠杆的俯仰角度变化。
本发明详细内容如图2所示是由抛光系统(7、8、9、13、15、16)和测量系统(10、11、12、13、14)组成的。其中抛光系统包括锡磨盘7、被加工件8、工件轴9、液膜13、抛光池15、锡磨盘轴16；测量系统包括反射镜10、转轴11、弯脚12、液膜13、平行光管14。
在抛光系统中，锡磨盘轴16垂直安装在锡磨盘7的中心，带动锡磨盘7旋转，工件轴9垂直固定在被加工件8的中心，带动被加工件8旋转，被加工件8的抛光表面与锡磨盘7的表面平行，两者之间充满液膜13。
测量系统(10、11、12、13、14)安装在抛光系统(7、8、9、13、15、16)中的被加工件8的后面，在测量系统中，反射镜10、转轴11、弯脚12三者构成光杠杆，反射镜10在转轴11的上方，镜面与轴向平行，弯脚12在转轴11的下方，弯脚12的面与轴向平行，弯脚12下部的弯脚面与液膜13的表面平行并浮在液膜13的表面上，位于转轴11上方的反射镜10与位于转轴11下方的弯脚12的面之间形成的夹角大于120°小于180°，平行光管14的光轴垂直于反射镜10的反射面。
工作原理说明由反射镜10和弯脚12组成绕转轴11旋转的光杠杆，未开始抛光时，光杠杆的弯脚12自然下落于磨盘7的表面，开始抛光后，被加工件8与磨盘7间有间隙，使得磨盘7表面形成一层液膜，由于流体动压的作用，弯脚12向上浮起，带动反射镜10偏转。用平行光管14测出反射镜10的偏转角后，可计算出弯脚12的上浮距离，从而得出液膜厚度。
积极效果本发明可以实时动态测量出液膜厚度，以便及时调节液膜厚度、改善超光滑表面加工抛光条件，提高工作效率，保证工件抛光质量。
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
本发明按图2所示的结构实施，光杠杆中的弯脚12采用轻质材料，弯脚要圆滑，转轴11采用光滑转轴，旋转灵敏，反射镜10的反射面镀铝，平行光管14采用测量精度高于0.2″的平行光管。
权利要求
1.一种浮法抛光液膜厚度测量装置，是由抛光系统的抛光池、被加工件、工件轴、锡磨盘、磨盘轴组成的，其特征在于本发明是由抛光系统(7、8、9、13、15、16)和测量系统(10、11、12、13、14)组成的，测量系统(10、11、12、13、14)安装在抛光系统(7、8、9、13、15、16)中的被加工件(8)的后面，在测量系统中，反射镜(10)、转轴(11)、弯脚(12)三者构成光杠杆，反射镜(10)在转轴(11)的上方，镜面与轴向平行，弯脚(12)在转轴(11)的下方，弯脚(12)的面与轴向平行，弯脚(12)下部的弯脚面与液膜(13)的表面平行并浮在液膜(13)的表面上，位于转轴(11)上方的反射镜(10)与位于转轴(11)下方的弯脚(12)的面之间形成的夹角大于120°小于180°，平行光管(14)的光轴垂直于反射镜(10)的反射面。
全文摘要
一种浮法抛光液膜厚度测量装置,属于光学冷加工技术领域中的一种抛光液膜厚度的测量装置。本发明要解决的技术问题是:光杠杆能在抛光液膜中浮起和俯仰角度变化的测量。解决技术问题的技术方案是:采用光滑转轴支撑光杠杆结构,光杠杆浮在液膜表面的一端带有过渡圆滑的弯脚,另一端带有反射镜,用平行光管观察光杠杆的俯仰角度变化。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的被加工件的后面,该装置可以实时动态测量液膜厚度,改善超光滑表面抛光条件,提高工作效率和抛光质量。
文档编号G01B11/06GK1387022SQ0213242
公开日2002年12月25日 申请日期2002年6月6日 优先权日2002年6月6日
发明者徐长山, 王君林 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所