[發明專利]一種用于去除光學元件表面亞表層損傷的拋光方法

在審

• 申請號: 202110429742.6
• 申請日: 2021-04-21
• 公開（公告）號: CN113070742A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 裴寧;王大森;聶鳳明;張旭;李曉靜;夏超翔;郭海林;劉敏;周靜;李維杰
• 申請（專利權）人: 中國兵器科學研究院寧波分院
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00;B24B13/00
• 代理公司: 寧波誠源專利事務所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛;張艷鵬

本發明涉及一種用于去除光學元件表面亞表層損傷的拋光方法，其特征在于，包括如下步驟：步驟一：對光學元件進行古典拋光；步驟二：對經過古典拋光的光學元件進行真空等離子體拋光。本發明采用古典拋光和等離子拋光的復合拋光技術，能顯著消除光學元件的表面與亞表面損傷，該復合拋光技術能夠有效克服古典拋光造成光學元件表面和亞表面損傷以及等離子拋光的拋光效率低的問題，即將古典拋光與等離子體拋光結合，可以兼顧拋光效率和對損傷層的去除。

技術領域

本發明屬于光學加工技術領域，具體涉及一種用于去除光學元件表面亞表層損傷的拋光方法。

背景技術

針對慣性約束核聚變、遠程成像探測等應用，光學元件需要滿足超光滑、低損耗要求，其制造方法必須滿足消除表面疵病及亞表面損傷要求。光學元件的亞表面損傷是潛伏在光學元件表面之下的微裂紋、斷裂、形變等缺陷，它會引起光的散射和信號的損失，并且增加激光的損傷閾值。對于高性能的光學元件，一般對其亞表面損傷狀況有嚴格要求。

為了減少在拋光過程中對光學元件的亞表面損傷，專利號為CN202011006458.X(公開號為CN112192323A)的中國發明專利申請公開的《一種無亞表面損傷拋光設備及方法》，包括等離子體發生裝置、磁場裝置、高能帶電離子束縛腔體、加工拋光真空腔體，通過磁場裝置產生的磁場將等離子體發生裝置產生的高能帶電離子束縛隔離在加工拋光真空腔體中拋光區域以外的高能帶電離子束縛腔體中，等離子體發生裝置產生的自由基等離子體活性基團進入加工拋光真空腔體中拋光區域，實現拋光等；該專利有效減少工藝腔體內高能帶電離子的數量，大量減少高能離子對光學元件表面的轟擊濺射效應，可以有效去除光學元件的亞表面損傷層，明顯改善光學元件的表面質量等。

但是真空等離子拋光的方法效率太低，而對于光學元件的拋光，是需要兼顧拋光精度和拋光效率的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的現狀，提供一種拋光效率高且拋光精度高的用于去除光學元件表面亞表層損傷的拋光方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種用于去除光學元件表面亞表層損傷的拋光方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：對光學元件進行古典拋光；

步驟二：對經過古典拋光的光學元件進行真空等離子體拋光。

為了達到更好的拋光效果，所述步驟一中，包括如下步驟：

(1.1)先將光學元件進行預拋光；

(1.2)對光學元件加壓到4～8Mpa，機床主軸轉速控制在30～40rpm，這樣被測的光學元件通過機械壓力，被壓在浸滿拋光液的拋光模上；

(1.3)對拋光模預熱，可使拋光模上的瀝青層因受熱變軟而增加塑性；

(1.4)在拋光模上加入拋光液，這樣在光學元件和拋光模之間形成一層液體薄膜,這層膜起質量傳輸和傳遞壓力的作用；

(1.5)開始拋光60～90min。

為了達到更好的拋光效果，所述步驟二中，包括如下步驟：

(2.1)開啟真空室，放入經過古典拋光的光學元件，然后將真空室抽至本底壓強；

(2.2)向等離子體源中充入工藝氣體，所述工藝氣體為Ar氣、氧氣以及SF₆氣體，載氣為Ar及O₂、反應氣體為SF₆，Ar及O₂作為基底氣體為拋光過程中其他化學氣體等離子反應提供活性氛圍，SF₆為含氟的氣體，含氟的等離子體能夠降低光學元件的表面粗糙度；

(2.3)將真空室的壓強維持在工作壓強20～40Pa，可以使反應氣體SF₆揮發性更高，保證被加工區域化學組分的純度；