超精密磁流變拋光(Magnetorheological Finishing,MRF)技術(shù)自1998年被美國QED公司成功研制之后,其無應(yīng)力、無亞表面損傷、柔性剪切去除等特性受到國內(nèi)外眾多科研單位的青睞,與離子束加工技術(shù)(Ion beam figuring,IBF)共同被認為是近30年來光學加工領(lǐng)域最為創(chuàng)新的兩大技術(shù)。而柔性剪切磁流變拋光液、高效去除算法的校正與補償是磁流變工藝技術(shù)的主要核心,美國QED公司在該領(lǐng)域?qū)ν鈱嵭屑夹g(shù)封鎖。
光學加工是一項極其復(fù)雜的工藝過程,隨著現(xiàn)代精密光學系統(tǒng)對光學元件面形精度、光潔度、粗糙度等要求的不斷提升,傳統(tǒng)光學加工技術(shù)已不能完全適應(yīng)當前光學系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。近期,中國科學院光電技術(shù)研究所超精密光學技術(shù)及裝備總體部鐘顯云帶領(lǐng)的精密光學加工課題組在國家重大專項課題的支持下,先后突破了雙相基載磁流變拋光液的研制技術(shù)以及基于Bayesian迭代的拋光斑校正與補償算法,并在現(xiàn)有的MRF設(shè)備上成功解決研究所多塊高難度光學元件的精密制造。
由于光學材料性能存在差異,磁流變對不同材料的去除機理及效率也不盡相同。課題組對磁流變拋光液進行了多年的理化分析及實驗測試,對拋光液的成分及比例做不同程度的調(diào)整,共完成了三種雙相基載磁流變拋光液的研制,分別適用于Fused Silica、Zerodur等常規(guī)光學玻璃材料、Si、CaF2、ZnSe等軟性材料、Rb-SiC,S-SiC等硬性材料。開發(fā)的基于Bayesian迭代的拋光斑校正與補償算法,有效地對光學元件低頻誤差(f>8mm-1)確定性去除,并有效抑制了中頻誤差,低頻收斂精度由75%提升為93%,中頻誤差由4nm-6nm抑制在1nm以內(nèi)。