[發明專利]一種超精密光學元件的微孔拋光方法

無效

• 申請號: 201110429524.9
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102513916A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 張艷;郭云飛;馬瑾
• 申請（專利權）人: 西安北方捷瑞光電科技有限公司
• 主分類號: B24B37/02
• 分類號: B24B37/02;C09G1/18
• 代理公司: 西安西交通盛知識產權代理有限責任公司 61217
• 代理人: 陳翠蘭

技術領域

本發明涉及拋光技術領域，特別涉及一種超精密光學元件的微孔拋光方法，可用于各種超光滑光學元件的通孔、盲孔、臺階面的較高精度拋光。?

背景技術

目前，玻璃微孔拋光常采用干法/濕法腐蝕法。干法腐蝕常采用DRIE法，其加工過程復雜，花費昂貴，而且加工效率低。相對而言，濕法腐蝕簡單、有效，但傳統的濕法刻蝕拋光法效率低，保護工序復雜、刻蝕工藝粗糙、表面粗糙度較差，且在此方面的突破性研究報道甚少。此濕法刻蝕拋光微孔省去了傳統濕法刻蝕拋光制作掩膜層和光刻膠的時間和設備，而且提高了刻蝕拋光的速率和拋光表面的質量，對濕法刻蝕拋光、微孔拋光工藝有一定的指導意義。?

發明內容

本發明的目的是提供一種超精密光學元件的微孔拋光方法，該方法既能有效地縮短拋光時間，提高拋光效率，降低生產成本，又能提高微孔的表面質量。?

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：?

一種超精密光學元件的微孔拋光方法，包括以下步驟：?

1)按拋光液配方稱取原料，混合，攪拌均勻，冷卻，陳化，配制成拋光液；?

2)將預拋光的光學元件用摻有丙酮的有機溶劑清洗干凈并干燥；?

3)將清洗好的光學元件不需刻蝕拋光的地方屏蔽起來；?

4)將步驟1)中配制好的拋光液置于25-50℃的恒溫水浴鍋中，將光學元件浸入拋光液中浸泡，攪拌溶液，20-30min后取出光學元件，先用3％-7％的氫氧化鈉溶液漂洗，然后用清水沖洗，最后干燥，即完成超精密光學元件的微孔拋光。?

步驟1)中所述拋光液配方的體積配比為氫氟酸350-400ml、濃硫酸300-350ml、甘油或用乙二醇50-100ml。?

步驟1)中所述拋光液配方的體積配比為氫氟酸350-400ml、濃硫酸300-350ml以及甘油或用乙二醇50-100ml。?

步驟1)所述配成拋光液，①將氫氟酸緩慢加入到濃硫酸中，邊混合邊攪拌，直至混合溶液冷卻至室溫，陳化過夜；?

②向步驟①中的混合溶液中緩慢加入甘油，并充分攪拌，直至混合溶液冷卻至室溫，陳化4h，備用。?

步驟2)中所述摻有丙酮的有機溶劑為酒精與丙酮按照任意比例混合的溶劑。?

與現有技術相比，本發明具有以下優點：本發明方法采用化學刻蝕拋光法對超精密光學元件的微孔進行拋光，微孔內的表面粗糙度值Ra由傳統微孔拋光方法的763.8nm降低至200nm以下，且拋光效率也得到大幅度的提高。此方法簡單、實用，既省去了制作掩膜層和光刻膠的時間和設備，降低了成本，還保證了微孔拋光的質量。綜上所述，本發明方法突破了傳統的化學拋光工藝配方，在同等條件下，不僅提高了刻蝕拋光效率和表面質量，而且降低了刻蝕拋光成本。?

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步詳細描述。?

實施例1?

1)將350mL氫氟酸緩慢加入到300ml濃硫酸中，邊混合邊攪拌，直至混合溶液冷卻至室溫，陳化過夜；?

2)向步驟1)中的混合溶液中緩慢加入50ml甘油，并充分攪拌，直至混合溶液冷卻至室溫，陳化4h，備用；?

3)將預拋光的光學元件用酒精、丙酮混合溶劑超聲清洗10min，利用壓縮空氣吹干；?

4)將步驟3)中清洗好的光學元件不需刻蝕拋光的地方屏蔽起來；?

5)將步驟2)中配制好的拋光液置于25℃恒溫水浴鍋中，將步驟4)保護好的光學元件浸入拋光液中，利用磁力攪拌使溶液緩慢流動，25min后取出光學元件，先用3％的氫氧化鈉溶液漂洗，然后用清水沖洗，最后干燥。?

拋光效果如下：?

通過Taylor?Hobson接觸式輪廓儀對采用不同微孔拋光技術拋光的光學元件的微孔進行表面粗糙度檢測，采用本實例拋光的光學元件微孔表面粗糙度Ra＝159.4nm，傳統微孔拋光方法所拋光的光學元件微孔表面粗糙度Ra＝763.8nm。?

實施例2?

1)將380mL氫氟酸緩慢加入到330m?l濃硫酸中，邊混合邊攪拌，直至混合溶液冷卻至室溫，陳化過夜；?

2)向步驟1)中的混合溶液中緩慢加入65m?l乙二醇，并充分攪拌，直至混合溶液冷卻至室溫，陳化4h，備用；?

3)將預拋光的光學元件用酒精、丙酮混合溶劑超聲清洗10min，利用壓縮空氣吹干；?

4)將步驟3中清洗好的光學元件不需刻蝕拋光的地方屏蔽起來；?