【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种高精光学元件亚表面损伤的检测，具体涉及一种硬脆性高精元件经研磨抛光及腐蚀后亚表面损伤程度的表征方法，以利于该损伤的检测及消除，提高材料的性能及使用寿命。
技术介绍
硬脆性高精元件，如光学玻璃、工程陶瓷、硅晶体等的应用主要涉及能源、太空、国防装备、集成电路与MEMS等高端领域，故需要在加工过程中最大限度地保证其加工质量。硬脆性高精元件的加工一般分为磨削、研磨和抛光三个阶段，在磨削和研磨过程中，材料的去除机理主要是脆性碎裂，故对硬脆性晶体材料而言，加工成型过程中会不可避免的引入包括划痕、擦伤、微裂纹等亚表面损伤。亚表面损伤会极大地影响高精元件的光学、机械性能，如降低透射性能、成像质量、镀膜质量、抗激光损伤阈值等，并直接影响元件强度，降低元件使用寿命及长期稳定性。因此，对这类高精元件亚表面损伤进行精确量化以获得损伤层微裂纹全息分布特征，进而获得损伤层微裂纹形成的内在机理，对于高精元件制造工艺的改善及其性能的提高有着重要意义。亚表面损伤的减小及消除是通过一系列的研磨及抛光加工过程来实现的。研磨作为次终加工工序，可去除磨削过程中引入的亚表面损伤并降低表面...
【技术保护点】
一种硬脆性高精元件亚表面损伤程度的表征方法，其特征在于，包括下述步骤：第一步，先取一块硬脆性高精元件圆形基片作为第一样品，在其抛光面上制作带有2×2mm方形孔图案的Cr掩蔽层，使用台阶轮廓仪检测方形孔的深度并记录数据；第二步，配制BOE缓冲溶液，将带有2×2mm方形孔图案的Cr掩蔽层的第一样品置于该BOE缓冲溶液中，在室温水浴下进行腐蚀，然后利用台阶轮廓仪测量样品未掩膜部分的方形孔的深度，腐蚀和测量同时进行，间隔十分钟测量一次，测量结果显示在最初的10min内，样品抛光沉积层的纵向去除速率约为85±3nm/min，之后有所下降，但至63+3nm/min时就稳定不变了；第三步...
【技术特征摘要】
1.一种硬脆性高精元件亚表面损伤程度的表征方法，其特征在于，包括下述步骤: 第一步，先取一块硬脆性高精元件圆形基片作为第一样品，在其抛光面上制作带有2X2mm方形孔图案的Cr掩蔽层，使用台阶轮廓仪检测方形孔的深度并记录数据； 第二步，配制BOE缓冲溶液，将带有2 X 2mm方形孔图案的Cr掩蔽层的第一样品置于该BOE缓冲溶液中，在室温水浴下进行腐蚀，然后利用台阶轮廓仪测量样品未掩膜部分的方形孔的深度，腐蚀和测量同时进行，间隔十分钟测量一次，测量结果显示在最初的IOmin内，样品抛光沉积层的纵向去除速率约为85±3nm/min,之后有所下降,但至63+3nm/min时就稳定不变了； 第三步，再取一块直径和厚度稍大于第一样品的硬脆性高精元件圆形基片作为第二样品，抛光后直接置于BOE缓冲溶液中，室温水浴下进行腐蚀，根据第一样品抛光沉积层的纵向腐蚀速率为63+3nm/min的结果,腐蚀时间选I小时，使第二样品抛光沉积层的纵向去除深度约为3 μ m,由此可确定第二样品亚表面微裂纹已完全暴露出来，最后使用共聚焦显微镜对第二样品亚表面损伤进行观测； 第四步，使用光学显微镜对腐蚀后第二样品表面进行测量，并根据测量的三维形貌，将其转化为二维灰度图像，标记显微镜照片视场内的所有腐蚀后微观裂纹的长度与角度信息； 第五步，由脆性材料的断裂机理...
【专利技术属性】
技术研发人员：王海容，张碧珂，肖利辉，苑国英，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
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