光學(xué)元件亞表層損傷機(jī)理研究.pdf

1、傳統(tǒng)光學(xué)工藝過程中，光學(xué)元件表面在研磨期間，由于工件切削力等因素的作用，會(huì)導(dǎo)致光學(xué)元件表面及內(nèi)部產(chǎn)生裂紋；在拋光工藝之后這一系列的表面損傷會(huì)被一層表面拋光重沉積層所覆蓋，而產(chǎn)生亞表層損傷層。若一些用在精密設(shè)備中的超光滑零件內(nèi)部存在亞表層損傷(主要是裂紋)，則會(huì)使光學(xué)設(shè)備性能下降；隨著激光技術(shù)的發(fā)展和激光器功率水平的提高，光學(xué)零件的亞表層缺陷是導(dǎo)致激光損傷的主要根源之一。 由于亞表層損傷是在光學(xué)工藝階段產(chǎn)生的，不同的光學(xué)工藝過程以

2、及工藝因素都會(huì)對亞表層損傷產(chǎn)生不同的影響。本文首先分析了亞表層損傷檢測技術(shù)：通過研究國內(nèi)外亞表層損傷不同檢測方法，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，確立了以偏光顯微鏡為分析設(shè)備，以Taylor Hobson接觸式以及非接觸式檢測儀為檢測設(shè)備的檢測方法，并對其進(jìn)行檢測精度分析；其次在查閱國內(nèi)外資料的基礎(chǔ)上，分析了不同光學(xué)工藝因素對亞表層損傷產(chǎn)生的影響，初步研究確定了光學(xué)元件的亞表層損傷可由表面粗糙度因素、應(yīng)力因素、拋光工藝因素決定。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的光

3、學(xué)工藝設(shè)備，就影響亞表層損傷的以上三方面因素設(shè)計(jì)了工藝實(shí)驗(yàn)方案。在此基礎(chǔ)上分別利用傳統(tǒng)方法、磁流變拋光方法、柔性拋光方法、磁流變拋光與柔性拋光組合拋光方法制備了實(shí)驗(yàn)樣片。通過對實(shí)驗(yàn)樣片的檢測，分別對以上方法的亞表層損傷進(jìn)行了亞表層損傷表面形貌分析、損傷深度、不同深度的損傷密度分析，初步探索光學(xué)元件亞表層的損傷機(jī)理。所取得減少亞表層損傷的研究成果如下： ①使表面粗糙度減少的光學(xué)工藝因素可減少亞表層的損傷； ②適當(dāng)?shù)膾伖鈮毫?/p>