ชิ้นส่วนกระจกความแม่นยำสูงในระบบออปติก: การใช้งานและความท้าทายในการผลิต

กระจกสำหรับงานด้านทัศนศาสตร์เป็นหัวใจสำคัญของเทคโนโลยีโฟโตนิกส์สมัยใหม่ ตั้งแต่ด้านการสื่อสารไปจนถึงด้านการป้องกันประเทศ ข้อกำหนดสำหรับชิ้นส่วนเหล่านี้มีความเข้มงวดมากขึ้นเรื่อยๆ

ในระบบเลเซอร์กำลังสูง ชิ้นส่วนทางแสงต้องทนต่อความหนาแน่นของพลังงานมหาศาล ข้อบกพร่องหรือสิ่งเจือปนขนาดเล็กใดๆ ในเนื้อแก้วก็อาจนำไปสู่ความเสียหายที่เกิดจากเลเซอร์ ส่งผลเสียต่อระบบทั้งหมด การผลิตจึงมุ่งเน้นไปที่การกำจัดความเสียหายใต้พื้นผิวและรับประกันความสม่ำเสมอสูงเพื่อป้องกันการบิดเบี้ยวของลำแสง

เนื่องจากขนาดของช่องรับแสงของกล้องโทรทัศน์อวกาศและเครื่องมือสำรวจระยะไกลมีขนาดใหญ่ขึ้น (ปัจจุบันเกิน 4 เมตร) ความต้องการด้านน้ำหนักเบาและความแม่นยำของพื้นผิวจึงเพิ่มมากขึ้น ชิ้นส่วนทางแสงสำหรับใช้ในอวกาศต้องคงรูปทรงไว้ได้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงมาก จึงจำเป็นต้องใช้วัสดุที่มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำมาก

ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ระบบลิโทกราฟี EUV อาศัยกระจกสะท้อนแสงที่มีความหยาบของพื้นผิวควบคุมให้ต่ำกว่า 0.1 นาโนเมตร (RMS) แม้แต่ความขรุขระระดับอะตอมก็สามารถกระจายแสงและทำลายความละเอียดของชิปได้ นี่จึงเป็นจุดสูงสุดของการผลิตกระจกออปติก

ความท้าทายในการผลิต: ความเครียด ความเรียบ และความเนียน

1. การควบคุมความเครียดภายใน

• ความท้าทาย: การขึ้นรูปกระจกที่แข็งและเปราะมักก่อให้เกิดความเค้นระดับจุลภาค
• แนวทางของเรา: เราใช้กระบวนการอบอ่อนขั้นสูงและเทคนิคการขึ้นรูปที่ก่อให้เกิดความเสียหายต่ำ โดยการควบคุมอัตราการเย็นตัวอย่างเข้มงวดและใช้กลยุทธ์การกลึงเพื่อลดความเครียด เราจึงมั่นใจได้ว่าโครงสร้างภายในของแก้วยังคงเป็นกลางและมีเสถียรภาพ

2. การบรรลุความเรียบระดับสูงมาก (ความแม่นยำความถี่ต่ำ)

• ความท้าทาย: การเจียรแบบดั้งเดิมอาจทำให้เกิดความไม่เรียบหรือข้อผิดพลาดของรูปทรง ซึ่งลดทอนความแม่นยำของหน้าคลื่น
• แนวทางของเรา: เราใช้เทคโนโลยีการปรับพื้นผิวด้วยแสงที่ควบคุมด้วยคอมพิวเตอร์ที่มีความแม่นยำสูง (CCOS) ซึ่งช่วยให้เราแก้ไขข้อผิดพลาดความถี่ต่ำ (ความเบี่ยงเบนของรูปทรง) เพื่อให้ได้ค่าสูงสุดถึงต่ำสุด (PV) ที่มักจะน้อยกว่า 1 นาโนเมตร ทำให้มั่นใจได้ว่าเส้นทางแสงยังคงอยู่ในแนวเดียวกันอย่างสมบูรณ์แบบ

3. ความหยาบของพื้นผิว (ความเรียบความถี่สูง)

• ความท้าทาย: การกำจัด "ฝ้า" และรอยขีดข่วนเล็กๆ ที่เกิดจากการเจียร จำเป็นต้องเปลี่ยนจากการกำจัดวัสดุไปเป็นการปรับพื้นผิวให้เรียบเนียน
• แนวทางของเรา: เราใช้เทคโนโลยีการขัดเงาขั้นสูง รวมถึงการขัดเงาด้วยแม่เหล็ก เทคนิคนี้ช่วยให้สามารถประมวลผลชิ้นงานรูปทรงซับซ้อน (เช่น เลนส์แบบอิสระ) ได้ในปริมาณมาก ในขณะที่ได้ความเรียบของพื้นผิวระดับต่ำกว่านาโนเมตร (Ra < 0.6 นาโนเมตร) โดยไม่ก่อให้เกิดความเสียหายใต้พื้นผิวเพิ่มเติม

ZHHIMG: พันธมิตรของคุณในด้านความแม่นยำสูงสุด

• รูปทรงเรขาคณิตที่ซับซ้อน: การขึ้นรูปชิ้นส่วนทางแสงแบบอิสระ แบบแอสเฟอริก และแบบระนาบ
• การวัดและตรวจสอบ: การใช้เครื่องวัดการรบกวนของแสงและเครื่องวัดโปรไฟล์เพื่อตรวจสอบคุณภาพพื้นผิวและความแม่นยำของรูปทรงแบบเรียลไทม์
• ความเชี่ยวชาญด้านวัสดุ: มีประสบการณ์อย่างลึกซึ้งกับซิลิกาหลอมเหลว ควอตซ์ และกระจกออปติกชนิดพิเศษที่ขึ้นชื่อเรื่องการส่งผ่านแสงสูงและการขยายตัวต่ำ