光學(xué)零件的加工基本包括切割成型、研磨、拋光三道工序;最終的光學(xué)表面質(zhì)量由拋光決定,因此拋光是最重要的工序。通常高質(zhì)量光滑表面的拋光是以瀝青或纖維等彈性材料作磨盤,配以拋光液或研磨膏來達到技術(shù)要求。 kZ[mM'u#
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近年來,光學(xué)及微電子學(xué)極大地推動了光學(xué)加工技術(shù)的發(fā)展。大規(guī);虺笠(guī)模集成電路對所用基片(通常為硅、鍺等材料)的表面精度提出了很高的要求;短波段光學(xué)的發(fā)展尤其是強激光技術(shù)的出現(xiàn),對光學(xué)元件表面粗糙度的要求極為苛刻。表面粗糙度低于1nm rms的超光滑表面加工技術(shù)已成為光學(xué)及微電子學(xué)基礎(chǔ)技術(shù)領(lǐng)域的重要課題。*傳統(tǒng)的經(jīng)驗依賴性的光學(xué)加工方法是不能滿足日益發(fā)展的光學(xué)、電子學(xué)要求的。國內(nèi)外已有許多科學(xué)家在探索加工高精度超光滑表面的各種技術(shù)。一般原子直徑小于0.3nm,而超光滑表面微觀起伏的均方根值為幾個原子的尺寸,因此實現(xiàn)超光滑表面加工的關(guān)鍵在于實現(xiàn)表面材料原子量級的去除。 >&hX&,hG
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G/\t<>O8o 1997年,日本大坂大學(xué)的難波義治教授發(fā)明了浮法拋光(Float Polishing)加工超光滑表面技術(shù)。通過使用這項技術(shù),可使剛玉單晶的平面面形達到λ/20,表面粗糙度低于1nm Rz。1987年的研究報告表明,使用浮法技術(shù)進行多種材料的拋光實驗,對φ180mm的工作,可以達到表面粗糙度優(yōu)于o.2nm rms,平面度優(yōu)于λ/20=0.03μm。 YMu)
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2#ND( 目前在日本,浮法拋光技術(shù)應(yīng)用很廣泛,尤其是用于錄音機、錄像機或計算機的磁頭生產(chǎn);每年有2500萬個磁頭就是采用這項技術(shù)制造的。近年來,德國也在研究類似拋光技術(shù)。德國Ulm大學(xué)的歐威(O. Weis)研究表明,對白寶石材料的φ7mm的工件進行拋光,30分鐘后達到表面粗糙度小于0.05nm的結(jié)果。 QymD-A"P
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I/rq@27o 將浮法拋光樣品與普通拋光樣品比較可以發(fā)現(xiàn)浮法拋光有許多優(yōu)點。普通瀝青式拋光使用硬度大于工件的磨料,也可以獲得所謂超光滑表面的粗糙度指標(biāo),但對磨盤的平面度的修正很有講究,這影響到被拋光工件的面形。普通拋光后的工件,其邊緣幾何尺寸總不太好,經(jīng)常有塌邊或翹邊現(xiàn)象;并且在高倍顯微鏡下可以看到表面有塑性畸變層。 Cef7+fa
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|Spy |,/ 應(yīng)用浮法拋光法技術(shù)獲得的超光滑表面,不僅具有較好的表面粗糙度和邊緣幾何形狀,而且拋光晶體面有理想完好的晶格,亞表面沒有破壞層,并且由拋光引起的表面殘余應(yīng)力極小。 7;xKy'B\
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