ВНЦ ГОИ им. Вавилова Школа «б» класс Исследование способов защиты поверхности оптических деталей из нестойких стёкол Исполнитель: Гукасов Артём Арсенович Руководитель: Кандидат химических наук Ведущий научный сотрудник Черезова Людмила Адамовна Санкт-Петербург 2006 г.

Актуальность данного вопроса: Актуальность данной работы обусловлена потребностью оптического приборостроения в расширении класса оптических материалов, используемых в оптических системах. Неизбежное и быстрое разрушение поверхностей оптических деталей, изготовленных из налётоопасных и пятнающихся стёкол и необходимость использования в приборах таких стёкол, при всё возрастающих требованиях к качеству приборов, выпускаемых оптико-механической промышленностью, давно поставило задачу - найти метод защиты поверхности нестойких оптических стёкол, который позволил бы применять их наряду с заведомо стойкими.

Среди нестойких стёкол особое внимание уделяется фосфатным стёклам, в состав которых входят окислы фосфора, лития, бериллия. Эти стёкла имеют существенные преимущества перед силикатным стеклом, а также обладают некоторыми отрицательными качествами(табл.1). Таблица 1

+- 1. Устойчивость к плавиковой кислоте и её парам. 2. Прозрачные в УФ области спектра (границы пропускания 195 нм). 3. На основе фосфатных стёкол, путем добавления(при варке) молибдена, вольфрама и т. д. Можно получить специальные светофильтры, которые невозможно получить из других видов стёкол. 4. Высокий показатель преломления 1. Большая склонность к кристаллизации. 2. Низкая химическая устойчивость к обычным реактивам. 3. Летучесть, резкий переход от жидкого к твёрдому состоянию при варке. 4. Высокая стоимость.

Цель работы: На основании анализа существующих способов защиты оптических поверхностей, выбрать наиболее оптимальный метод защиты фосфатных стёкол от внешних воздействий.

Глава 1 Химическая устойчивость оптических стёкол Вывод главы: В ходе работы с литературой было установлено естественное происхождение химических плёнок на поверхности оптических деталей. Также была выяснена причина отсутствия естественных защитных плёнок на некоторых марках оптических стёкол и последствия(пятнаемость, налётоопасность) возникающие при их эксплуатации в неблагоприятных условиях.

Химическая устойчивость оптического стекла налётоопасность Капельно- жировой Капельно- нежировой пятнаемость

Глава 2 Способы защиты оптических деталей из нестойких оптических материалов

Защитные покрытия временныепостоянные

Методы защиты химическиефизические

Физические методы защиты Термическое испарение Электронно-лучевое испарение Катодное распыление Высокочастотное распыление

Глава 3 Защита оптических деталей из стёкол ФК методом высокочастотного распыления Цели главы: В ходе главы был проведен эксперимент по нанесению защитной плёнки на плоскопараллельные пластины из химически неустойчивого стекла марки ФК с помощью высокочастотного распыления в вакуумной установке(рисунок 1). В дальнейшем исследованы качества данного стекла в неблагоприятных условиях с защитной плёнкой.

Рисунок 1. Схема вакуумной камеры для напыления защитной плёнки

Пояснения к рисунку 1. распыляемая мишень 2. подложка 3. водоохлаждаемый держатель подложки 4. рабочий газ 5. откачка воздуха 6. магниты

Заключение: В ходе работы был проведен систематический анализ литературных данных об ассортименте используемых в оптике стёкол, их свойствах. Особое внимание было уделено факторам, влияющим на состояние поверхности оптических деталей, изготовленных из химически нестойких стёкол и возникающие последствия от влияния неблагоприятной среды. Также я ознакомился с методами защиты оптических поверхностей и вакуумным оборудованием, на котором осуществляется процесс напыления на поверхность детали защитных плёнок.