紫外熔石英元件弹性域低缺陷射流抛光关键技术研究

发布时间：2020-12-21 20:07

　　熔石英光学元件应用广泛,其加工方法以材料去除为主,包括磨削、研磨和抛光等。传统的研磨抛光会在工件表面和亚表面产生机械破碎性缺陷和污染性缺陷,影响熔石英光学元件的应用。因此,为了提升熔石英元件的光学性能,需要一种超光滑低缺陷加工方法进一步降低或去除工件表面的机械破碎性缺陷和杂质污染性缺陷。本文将弹性域无损加工理论和磨料水射流抛光方式相结合,研究了紫外熔石英元件弹性域低缺陷射流抛光的关键技术。弹性域射流抛光通过界面化学吸附反应在熔石英元件弹性域范围内去除材料,不会产生表面和亚表面损伤,可以实现低缺陷超光滑表面加工。本文主要研究内容包括以下三个方面:（1）熔石英元件弹性域射流抛光机理研究。首先,通过分子模拟仿真软件对弹性域射流抛光中的化学去除过程进行了建模仿真,根据体系能量验证了弹性域射流抛光去除原子级材料的可行性。然后,建立了单个原子去除最小机械能与抛光颗粒粒径和射流速度的关系式,将微观的原子级材料去除和宏观的工艺参数建立联系,为实际加工提供理论指导。最后,基于能量守恒理论推导出大粒径抛光颗粒与工件表面的碰撞模型,分析了不同粒径的抛光颗粒对元件表面的作用力,完善了弹性域射流抛光中抛光颗粒与... 

【文章来源】：国防科技大学湖南省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

元件表面原子化学去除过程

图 1.2 单晶硅表面模型科技大学石峰[11]等人对磁流变抛光实现弹性域去除材料的控制究，提出了抛光颗粒与光学元件表面接触的双刃圆模型，如图抛光颗粒的压入深度实现弹性接触，将光学元件表面粗糙度 Rq工的 0.759nm 提升至弹性加工后的 0.269nm。

图1.3双刃圆模型

【参考文献】：
期刊论文
[1]熔石英元件纳米射流超光滑抛光流场仿真与实验[J]. 杨平,彭文强,李圣怡,石峰.  航空精密制造技术. 2016(04)
[2]TiO2纳米颗粒在单晶硅表面的吸附[J]. 宋孝宗,高贵,周有欣,王宏刚,龚俊.  光学精密工程. 2016(07)
[3]杂质诱导熔石英激光的损伤机理[J]. 翟玲玲,冯国英,高翔,韩敬华.  强激光与粒子束. 2013(11)
[4]超高精度光学元件加工技术[J]. 马占龙,王君林.  红外与激光工程. 2013(06)
[5]纳米胶体动压空化射流抛光加工实验研究[J]. 王星,张飞虎,张勇,龚翔宇,周明.  金刚石与磨料磨具工程. 2012(04)
[6]微射流抛光机理仿真及实验研究[J]. 马占龙,王君林.  光电工程. 2012(05)
[7]射流抛光材料去除机理及影响因素分析[J]. 马占龙,刘健,王君林.  应用光学. 2011(06)
[8]超光滑光学表面加工技术发展及应用[J]. 马占龙,刘健,王君林.  激光与光电子学进展. 2011(08)
[9]喷射距离对射流抛光去除函数的影响[J]. 施春燕,袁家虎,伍凡,万勇建.  红外与激光工程. 2011(04)
[10]熔石英亚表面杂质颗粒附近光场调制的三维模拟[J]. 花金荣,李莉,向霞,祖小涛.  物理学报. 2011(04)

博士论文
[1]磨料水射流抛光技术研究[D]. 李兆泽.国防科学技术大学 2011
[2]纳米颗粒胶体射流抛光机理及试验研究[D]. 宋孝宗.哈尔滨工业大学 2010
[3]光学材料加工亚表面损伤检测及控制关键技术研究[D]. 王卓.国防科学技术大学 2008

硕士论文
[1]紫外光学元件激光损伤特性测试与分析[D]. 隋婷婷.国防科学技术大学 2015
[2]金属污染诱导熔石英表面损伤机理研究[D]. 苗心向.中国工程物理研究院 2009
[3]高功率激光诱导光学元件损伤场效应及阈值测试研究[D]. 张问辉.四川大学 2005



本文编号：2930423