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Lexikon der Optik: Ionenstrahlbearbeitung

Ionenstrahlbearbeitung, auch als Ionenstrahlätzen bezeichnet, in der Optikfertigung ein Verfahren zum Materialabtrag durch beschleunigte Edelgasionen unter Vakuumbedingungen. Bei der Bestrahlung von Festkörperoberflächen mit Edelgasionen geringer Energie, z.B. Argonionen mit einer Energie von 1 keV, tritt infolge der Impulsübertragung der Ionen auf die Festkörperatome eine Ablösung dieser aus dem Material auf. Die Implantationsrate der auftreffenden Ionen ist vernachlässigbar. Durch die I. werden im Gegensatz zu anderen Verfahren, wie dem mechanischen Polieren oder der Laserstrahlbearbeitung, keine mechanischen Spannungen im Material induziert. Die Mikrorauhigkeit polierter Oberflächen wird im allgemeinen nicht beeinflußt.

Es existieren zwei Anlagenkonzepte:

a) Anlagen mit Ionenquellen (Strahldurchmesser von 10 bis 20 mm). Mit ihnen wird durch eine gesteuerte Relativbewegung zwischen Werkstück und Ionenstrahlquelle die Einwirkdauer des Ionenstrahls und damit der Materialabtrag in den einzelnen Flächenbereichen des zu bearbeitenden Bauelementes gezielt beeinflußt. Es können sowohl rotationssymmetrische als auch beliebige Materialabtragsprofile erzeugt werden.

b) Anlagen mit Breitstrahlquellen (Strahldurchmesser bis 250 mm). Wird zwischen der Ionenquelle und der zu bearbeitenden Bauteiloberfläche ein speziell gestalteter Blendenmechanismus angebracht, so können rotationssymmetrische oder auch beliebige Materialabtragsprofile erzeugt werden.

Haupteinsatzgebiete sind die Fehlerformkorrektur polierter sphärischer oder asphärischer Flächen in Ergänzung zum klassischen Polieren, die Asphärisierung polierter ebener oder sphärischer Flächen und Abtragen gestörter Bearbeitungsschichten bei Lasermaterialien und Laseroptiken. Das Spektrum der mit Ionenstrahlanlagen bearbeitbaren Bauelemente reicht von Linsen mit einem Durchmesser von wenigen Millimetern bis hin zu Spiegelflächen mit Abmessungen von mehr als zwei Metern.

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