大尺寸单晶硅反射镜超精密连续抛光和检测的研究

摘要

随着光学技术的发展，对光学元件的面形精度和表面粗糙度提出了越来越高的要求。同时随着大型光学系统的开发和研制，对大尺寸高精度的光学元件需求越来越大。因此，对大尺寸精密光学元件的加工和检测具有重要的意义。
　　 本文阐述了超精密光学元件加工及检测的研究内容、目的、背景及国内外研究概况。从理论和实验两个方面对连续抛光技术进行了研究。首先分析了连续抛光中各参量对抛光效果的影响，总结了连续抛光技术的主要问题，通过实验具体分析了抛光过程中抛光盘硬度、抛光时间和温升三个参量对抛光精度的影响，并结合单晶硅抛光特点，改良技术，编排合理的实验路线，连续抛光得到的单晶硅反射镜基底平面PV值为0.403λ，表面粗糙度(RMS)为0.456nm，达到了超精密加工的要求。
　　 同时，介绍了超精密光学元件的各种检测方法。针对高能激光系统中高反射率腔镜的反射率测量问题，着重对光腔衰荡技术进行了概述和研究，介绍了光腔衰荡法测反射率的原理，讨论了一些主要误差因素对测量精度的影响。并设计建设了一套高反射率检测装置，使用直型腔和折叠型腔对φ300mm的单晶硅高反镜在1319nm波长的反射率进行测量，通过对实验的误差分析，直型腔和折叠腔测量的相对误差可以精确到10-5。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2超精密光学元件的基本特征

1.3超精密光学元件的应用

1.4国内大尺寸光学元件超精密抛光技术现状

1.5强光光学元件基底材料性能

1.6论文研究内容和工作

第二章连续抛光技术

2.1连续抛光技术发展状况

2.2连续抛光技术原理

2.2.1连续抛光材料去除机理

2.2.2环形抛光机工作原理

2.2.3环状抛光技术的设备及工艺参数

2.3连续抛光参量影响因素

2.4连续抛光技术的优势与局限

2.5连续抛光过程中磨削量理论模型

第三章连续抛光技术抛光单晶硅实验

3.1实验路线

3.2表面粗糙度与抛光盘硬度之间的关系

3.3表面粗糙度随时间变化关系

3.4抛光过程中温升热变形

3.5实验结果

第四章超精密光学元件检测技术的研究

4.1超精密光学元件检测使用仪器及工作原理

4.2光腔衰荡光谱法检测单晶硅高反射率腔镜

4.2.1光腔衰荡技术的历史与现状

4.2.2光腔衰荡技术的基本原理

4.2.3检测灵敏度

4.2.4高反射率测量系统构建

4.2.5检测结果

4.2.6光腔衰荡测量装置的优势

4.3小结

第五章总结与展望

5.1论文总结

5.2前景展望

致 谢

参考文献