Ionenstrahlplanarisieren von diamantgedrehten NiP Oberflächen

Seit mehr als 30 Jahren beschäftigt sich die NTG neben anderen Produktbereichen aus Wissenschaft und Forschung mit der Entwicklung und dem Vertrieb von Ionenstrahl-Bearbeitungsanlagen zur Herstellung von ultrapräzisen ebenen und gekrümmten Oberflächen optischer Komponenten. Dabei liegt der Fokus vor allem auf der Korrektur der Ebenheit über die gesamte Fläche. Die hier vorgestellte Technologie zielt auf die Optimierung der Oberflächenrauheit über einen Ionenstrahl-Planarisierungsprozess ab.

Anwendungsbeispiele sind Metallspiegel mit extrem glatten Oberflächen, die beispielsweise als optische Elemente bei der Computer-Chip-Herstellung, bei Laser-Projektoren und bei Weltraumspiegeln zum Einsatz kommen. Die Oberflächen bestehen dabei in der Regel aus Nickel-Phosphor (NiP) und werden mit einem ultrapräzisen Diamant-Werkzeug auf einer Drehmaschine mit einer Oberflächentextur (Rauheit) im Bereich von 5 nm hergestellt. Für die Entwicklung leistungsfähiger optischer Metallspiegel wird jedoch eine Verbesserung der Oberflächenglätte auf unter 1 nm benötigt.

Unser Lösungsansatz besteht aus einer neuen Kunststoff-beschichtung zur Oberflächen-Vorbehandlung und der Einstellung des Planierungsmaterials durch Variation der erforderlichen Ionenstrahlparameter. Wir stellen die Anlagentechnik vor und zeigen erste Ergebnisse von NiP-Spiegeln mit einer Reduzierung der RMS-Rauheit auf ca. 20% des Ausgangswertes.