基于微区LIBS的光学元件表面疵病成分检测技术的研究

发布时间：2021-11-07 16:45

　　随着科技进步与社会发展,精密光学元件、光学系统的应用日益广泛。光学元件表面存在的疵病和微量杂质元素会导致光学元件损伤阈值降低,严重影响光学元件与光学系统的性能。有效检测光学元件表面疵病元素成分和微量杂质分布,对优化光学元件精密加工工艺、提高光学元件和光学系统的性能具有重要意义。本论文分析了表面疵病检测技术以及激光诱导击穿光谱技术的国内外研究现状,针对现有光学元件表面疵病元素成分检测技术的不足,结合表面疵病检测技术与激光诱导击穿光谱技术,设计搭建一套微区激光诱导击穿光谱系统（micro-LIBS）,用以检测光学元件表面尺寸大小为微米量级的疵病元素成分,以及光学元件微量杂质元素分布。使用设计搭建的微区激光诱导击穿光谱系统定性检测光学元件表面直径约为10μm的疵病,有效检测出疵病中元素成分;使用系统定性检测磁流变抛光的K9玻璃抛光表面,有效检测出样品表面残留有微量抛光液元素成分,在此基础上扫描检测抛光液元素成分的分布,实验结果表明微量抛光液元素成分不均匀地残留于K9玻璃抛光表面。 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：90 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．２激光诱导等离子体产生过程示意图??

圍??（ａ）?（Ｄ）??图１．?３铝合金表面ｍｉｃｒｏ－ＬＩＢＳ?２Ｄ扫描检测烧蚀坑ＳＥＭ图??如图１．?３所示为使用ｍｉｃｒｏ－ＬＩＢＳ扫面检测铝合金表面后的烧蚀坑的ＳＥＭ图，从图中??可见，由于采用低能量脉冲激光且激光经显微聚焦透镜聚焦，烧蚀坑横向直径为ｌＯｐｍ左??右，且烧蚀坑形状规则，可知ｍｉｃｒｏ－ＬＩＢＳ具有很高的空间分辨率｜４７］。??（ａ）?（ｂ）??■ｙｍ?５０００，?ｒｒ—ｊ???Ｔｒ＊?ｉｔ?Ｍｎ－Ｆｅ－Ｃｕ?ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｅ?Ａｌ?ｉ?ｊ?＇?Ｍｎ??§?４０００?Ｊ?Ａｌ－ａｌｌｏｙ?ｍａｔｒｉｘ?：?１１?，??ｍ?ｔｓｏｏｏ?Ｌ?Ｉ?Ｉ?．??３?Ｃｕ?Ｆｅ?ｌｌ?．?！??２０００?；；?Ｊ?＇?１；?ｊ?ｊ?Ｉ?．??Ｊｍ?１?ｌｏｏｐ?１８?，?ｊｌｊ＇ｌｉ?（ｊｌ?：?１?ａ?．??３２０?３４０?３６０?３８０?４００?４２０??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?［ｎｍ］??图１．４?（ａ）铝合金表面（ｂ）铝合金表面ＵＢＳ谱图??如图１．４所示，（ａ）为铝合金表面显微图，其中Ｍｌ、Ｍ２点表示在铝合金表面无沉淀??物位置的ｍｉｃｒｏ－ＬＩＢＳ检测点

?４２０??Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ?［ｎｍ］??图１．４?（ａ）铝合金表面（ｂ）铝合金表面ＵＢＳ谱图??如图１．４所示，（ａ）为铝合金表面显微图，其中Ｍｌ、Ｍ２点表示在铝合金表面无沉淀??物位置的ｍｉｃｒｏ－ＬＩＢＳ检测点，ＰＩ、Ｐ２点表示在铝合金表面有沉淀物位置的ｍｉｃｒｏ－ＵＢＳ检??测点。（ｂ）为检测结杲，其中实线表示ＰＩ、Ｐ２点的检测结果，虚线表示Ｍｌ、Ｍ２点的检??测结果，从图中可以明显看出ｍｉｃｒｏ－ＬＩＢＳ可以精确检测出铝合金表面沉淀物的元素成分??［４８］??〇??１１??


本文编号：3482202