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随着科学技术的发展,天文、军事、科研等对高精度非球面光学元件的需求越来越大,精度要求越来越高,甚至达到亚纳米级的精度要求。目前一些常用的超精密加工方法由于其材料去除机理所限,难以达到纳米级的加工精度。离子束抛光是一种新型高效的、基于物理溅射现象的、可以在原子级别上去除工件表面材料的CCOS技术。本文的主要目标是针对实验室离子束抛光系统KDIFS-500,以去除函数为核心,分析离子源特性,研究去除函数基本特性以及工艺参数对去除函数的影响。具体地说,本文主要研究内容分为以下几个部分:1.希格曼德离子溅射理论分析,Kaufman离子源结构与原理分析。讨论了希格曼德原子级联碰撞理论,并通过SRIM软件仿真了离子能量、入射角度对溅射产额、入射深度的影响。以KDIFS-500所使用的Kaufman离子源为例,介绍了离子源结构与基本原理,分析了KDIFS-500所用Kaufman离子源的稳定性,确定了KDIFS-500的工艺参数,并考察了离子源工艺参数对离子源参数的影响.2.去除函数基本特性的考察。考察分析了去除函数的稳定性、线性和重复性。通过实验,考察了离子源稳定期间去除函数的变化;考察了去除函数短时间和长时间的稳定性,分析了去除函数参数变化情况;考察分析了去除函数峰值去除量、体积去除量的线性;考察了一些必要的重复性工艺过程对去除函数的影响,包括真空室反复开启和中和阴极更换。3.工艺参数对去除函数的影响。通过实验,分析了各个工艺参数对去除函数的影响,并结合离子源基本原理,对工艺参数与去除函数之间的影响关系进行了分析说明,最后总结了工艺参数对去除函数的影响,对KDIFS-500工艺参数的选择进行了总结。4.光学镜面离子束修形实验。选择一组工艺参数,通过实验确定了去除函数参数。利用此组工艺参数进行了离子束抛光实验,简述了抛光过程,对抛光结果进行了分析,验证了离子束的抛光能力、抛光效率。实验结果表明,离子束抛光技术是一种高效率的CCOS光学镜面加工技术。