一种提高355nmUV窗片抛光基底抗损伤能力的加工方法技术

一种提高355nmUV窗片抛光基底抗损伤能力的加工方法，在于设定粗磨、精磨等加工程序，分析各工序的辅料可能造成的亚损伤层程度，在后工序定量去除尺寸，消除前工序在加工产生的亚损伤，从而逐步实现对光学器件的加工；精抛后表面用酸进行微处理，将前者产生的水解层和大部分亚损伤层消除，最后再对光学器件表面进行表面二次精加工，二次精加工充分考虑光学器件的工作波长，因为氧化锆或者氧化硅在355nm的吸收极低，使用其作为抛光粉和抛盘原料，减弱因表面残留杂质的诱发作用，提高基底的抗损伤能力，从而提高元件的光学性能。从而提高元件的光学性能。从而提高元件的光学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种提高355nmUV窗片抛光基底抗损伤能力的加工方法


[0001]本专利技术涉及光学器件加工领域，特别的，涉及一种提高355nmUV窗片抛光基底抗损伤能力的加工方法。

技术介绍

[0002]损伤分为面损伤和体损伤，体损伤基于材料自身的吸收效应，，UV熔石英在355nm的吸收比较小，本体的抗损伤能力远大于表面，面损伤则受表面加工方法的影响。
[0003]光学元件的加工需经过切割、研磨、抛光、清洗等工序，在加工的各个工序中，如W28砂的平均粒径是20μm，其亚损伤可能达到60微米~150微米；W7砂的平均粒径是7μm，其亚损伤可能达到20微米左右；高抛粉的平均粒径是1.5μm，亚损伤可能达到4～5微米；低抛，各类抛光粉平均粒径也有0.8～1.1μm，亚损伤可能达到2～3μm。研磨粉的粒径均会对基底表面进一步破坏。
[0004]光学表面的抛光是最后一个工序，其目的是为了获得理想的面形精度、降低表面粗糙度以及表面疵病并去除研磨产生的损伤层，从而获得光滑、无损伤的加工表面。
[0005]美国劳伦斯
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利弗莫尔实验室的研究表面，抛光后的光学原件仍然存在亚表面损伤，该损伤层由水解反应产生的水解层和亚表面缺陷层组成，其中亚表面缺陷层部分或者全部隐藏在水解层下面，水解层中嵌入的抛光颗粒对激光能量的吸收与缺陷中裂纹和划痕对激光电磁场的调至引发热透镜效应，导致光学表面的激光损伤阈值远低于基体自身的阈值，其中抛光颗粒对激光损伤阈值的影响最为显著。此外，抛光杂质还会诱发减反膜与基底界面损伤从而降低减反膜的抗损伤能力。
[0006]因此，如何克服现有技术存在的缺陷，减少亚损伤，提高光学器件表面光滑度，并能够针对特定工作波长的光学器件进行设计，成为现有技术亟需解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提出一种提高355nmUV窗片抛光基底抗损伤能力的加工方法，能够降低光学器件表面亚损伤度，提高光学器件在工作波长下的抗损伤能力，从而提高光学元件的光学性能。
[0008]一种提高355nmUV窗片抛光基底抗损伤能力的加工方法，包括：成形好的UV窗片基片，先用双面抛光法对表面进行粗抛，将抛光好的基片清洗干净，用光胶法上盘到光胶板，涂漆烘干后用碳化硅砂进行粗磨和精磨，满足尺寸要求后清洗基片表面的残余砂粒，再放到高速抛光机上粗抛，粗抛后再用传统沥青盘抛光法进行首次精抛，将精抛后的基片，利用多槽超声波进行清洗，再放入特定的酸溶液中进行表面处理，处理后采用超声波再次清洗基片，然后进行二次精抛，其中，后工序采用定量加工，磨抛去除一定量的尺寸，消除前工序加工产生的亚损伤。
[0009]可选的，所述二次精抛为将基片光胶到光胶板上，光胶板整盘放入圆环内并与沥青抛盘相对，圆环承靠在滚轮支架并随着抛光机主轴转动，沥青抛盘转动并带动基片转动，
基片与光胶板一体，使得圆环随着光胶板缓慢转动，而滚轮支架上设置有电机，所述电机加速圆环的转动，促使光胶板在圆环内自转，再随着主轴转动而围绕圆环内侧移动，使得基片表面抛光更均匀。
[0010]可选的，在二次精抛过程中无须加压，光胶板以及基片仅仅依靠自重与沥青抛盘接触，主轴转速为12
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15RPM，抛光液装在搅拌器内，通过持续搅拌避免抛光液结晶，将抛光液通过蠕动泵的工作吸入软管内，最后传送到沥青抛盘上，实现表面二次精抛光的过程。
[0011]可选的，二次抛光选用抛光液中的抛光粉包括氧化锆或氧化硅，二次精抛所使用的沥青抛盘采用氧化锆或氧化硅制备而成。
[0012]可选的，所述后工序采用定量加工，磨抛去除一定量的尺寸，消除前工序加工产生的亚损伤，体现为：所述的粗磨用W28砂研磨，研磨去除尺寸0.3～0.4mm，研磨时间为25～30分钟。
[0013]所述的精磨用W7砂研磨，研磨去除尺寸0.12～0.15mm，研磨时间为30～35分钟。
[0014]所述的粗抛用平均粒径1～2μm的氧化铈抛光，粗抛去除尺寸0.025～0.03mm，抛光时间为40～50分钟。
[0015]所述的首次精抛采用平均粒径0.5μm的氧化铈抛光，精抛去除尺寸0.008～0.01mm，抛光时间为2.5～3小时。
[0016]所述的二次精抛的抛光液中抛光粉与纯水的配比是1:2，平均粒径是80nm，精抛去除尺寸大于0.005mm，抛光时间为7～8小时。
[0017]可选的，所述特定的酸溶液中进行表面处理具体为：采用HF（氢氟酸）进行刻蚀，浓度为5%，温度室温，基片浸泡刻蚀时间10分钟。
[0018]可选的，在二次精抛中，采用蠕动泵自动加抛光液，蠕动泵转速8～10RPM，抛光液不循环使用，从而减少最后一道工序的亚损失。
[0019]可选的，在二次精抛过程中，抛光液通过搅拌器进行持续搅动。
[0020]可选的，在抛光液中的氧化锆或者氧化硅经过球磨处理，使其粒径更为均匀。
[0021]综上，本专利技术具有如下的优点：1、通过定量加工去除研磨辅料造成的亚损伤，后工序采用定量加工，磨抛去除一定量的尺寸，消除前工序加工产生的亚损伤，仅残留抛光加工的微弱亚损伤。
[0022]2、通过氢氟酸处理，去除抛光残留的深度亚损伤层与水解层，再采用超细粒径的二次精抛，降低表面亚表层的缺陷，提高基底的抗损伤能力，从而高元件的光学性能。
[0023]3、二次精抛选用的辅料在355nm吸收均比较小，降低因抛光残留杂质对膜层的影响。
附图说明
[0024]图1是根据本专利技术具体实施例的待加工UV基底到光胶板的示意图。
[0025]图2是根据本专利技术具体实施例的二次精抛的局部示意图。
[0026]图3是根据本专利技术具体实施例的二次精抛的整个过程示意图。
[0027]图中的附图标记所分别指代的技术特征为：01、基片；02、光胶板；03、滚轮支架；04、圆环；05、沥青抛盘；06、铝板；07、软管；08、蠕动泵；09、辅料搅拌器。
实施方式
[0028]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。
[0029]本专利技术主要在于：设定粗磨、精磨等加工程序，分析各工序的辅料可能造成的亚损伤层程度，在后工序定量去除尺寸，消除前工序在加工产生的亚损伤，从而逐步实现对光学器件的加工；精抛后表面用酸进行微处理，将前者产生的水解层和大部分亚损伤层消除，最后再对光学器件表面进行表面二次精加工，二次精加工充分考虑光学器件的工作波长，因为氧化锆在355nm的吸收极低，使用氧化锆作为抛光粉和抛盘原料，减弱因表面残留杂质的诱发作用，提高基底的抗损伤能力，从而提高元件的光学性能。
[0030]因此，本专利技术不同于现有技术，现有技术中常规的加工方法以满足光学指标为目标，不考虑基底亚表面情况，表面光洁度满足相应要求即可，认为损伤均是本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高355nmUV窗片抛光基底抗损伤能力的加工方法，其特征在于，包括：成形好的UV窗片基片，先用双面抛光法对表面进行粗抛，将抛光好的基片清洗干净，用光胶法上盘到光胶板，涂漆烘干后用碳化硅砂进行粗磨和精磨，满足尺寸要求后清洗基片表面的残余砂粒，再放到高速抛光机上粗抛，粗抛后再用传统沥青盘抛光法进行首次精抛，将精抛后的基片，利用多槽超声波进行清洗，再放入特定的酸溶液中进行表面处理，处理后采用超声波再次清洗基片，然后进行二次精抛，其中，后工序采用定量加工，磨抛去除一定量的尺寸，消除前工序加工产生的亚损伤。2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于：所述二次精抛为将基片光胶到光胶板上，光胶板整盘放入圆环内并与沥青抛盘相对，圆环承靠在滚轮支架并随着抛光机主轴转动，沥青抛盘转动并带动基片转动，基片与光胶板一体，使得圆环随着光胶板缓慢转动，而滚轮支架上设置有电机，所述电机加速圆环的转动，促使光胶板在圆环内自转，再随着主轴转动而围绕圆环内侧移动，使得基片表面抛光更均匀。3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于：在二次精抛过程中无须加压，光胶板以及基片仅仅依靠自重与沥青抛盘接触，主轴转速为12
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15RPM，抛光液装在搅拌器内，通过蠕动泵将抛光液传送到沥青抛盘上。4.根据权利要求3所述的加工方法，其特征在于：二次抛光选用抛光液中的抛光粉包括氧化锆或氧化硅，二次精抛所使用的沥青抛盘采用氧化锆或氧化硅制备而成...

【专利技术属性】
技术研发人员：付相辉，廖洪平，陈秋华，陈伟，张星，
申请(专利权)人：福建福晶科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：