离子束抛光去除函数的在位快速计算与抛光实验

作     者：张旭 王大森 夏超翔 郭海林 黄思玲 赵仕燕 聂凤明 ZHANG Xu;WANG Dasen;XIA Chaoxiang;GUO Hailin;HUANG Siling;ZHAO Shiyan;NIE Fengming

作者机构：中国兵器科学研究院宁波分院浙江宁波315103 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2024年第53卷第20期

页      面：158-165页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：浙江省自然科学基金(LY23E050006) 所列基金(YQJJ2023-05) 宁波市自然科学基金重点项目(2022J317) 

主　　题：离子束抛光 去除函数 半高全宽 BP神经网络 法拉第扫描 融石英 

摘      要：目的基于BP神经网络使用法拉第杯扫描离子束流实现离子束抛光去除函数的在位快速计算。方法对于空间分布不同的离子束流,通过法拉第杯扫描方法获得电流密度分布信息,通过刻蚀实验计算去除函数分布信息,使用BP神经网络对电流密度和去除函数分布之间的关系进行拟合,建立基于BP神经网络计算去除函数的模型。使用该模型可以实现对去除函数的在位快速计算,并应用于光学元件的离子束抛光实验中。结果利用上述方法建立的BP神经网络模型计算的去除函数体积去除率和实验方法获得的去除函数体积去除率的误差为5.09%,使用计算的去除函数进行了离子束抛光实验,抛光样件为直径320 mm的融石英,抛光后光学元件表面PV值为0.197λ(波长λ=632.8 nm),RMS值为0.009λ,收敛率达到4.19,实现了光学元件表面的超精密抛光。结论使用建立的BP神经网络模型可以实现离子束抛光去除函数的在位快速计算,该模型对融石英及其他材料的光学元件均适用,计算的去除函数精度满足光学元件离子束超精密加工需求,并提高了离子束抛光的效率。