熔石英表面大氣等離子體去損傷加工關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、大口徑熔石英元件在以激光核聚變系統(tǒng)為代表的強(qiáng)光光學(xué)系統(tǒng)中有著廣泛運(yùn)用，如何高效無損地加工熔石英元件是目前光學(xué)加工面臨的難題。大氣等離子體加工技術(shù)是一種高效加工含硅光學(xué)材料的方法。作為一種化學(xué)加工方式，等離子體加工不會(huì)有損傷生成，還能有效去除機(jī)械加工后殘留的亞表面損傷。基于此，本文將大氣等離子體加工技術(shù)引入到大口徑熔石英元件的工藝流程中，并對此展開深入研究，主要的內(nèi)容及成果如下：
　?。?）研究了大氣等離子體加工原理，包括電感耦合大

2、氣等離子體激發(fā)原理以及等離子體加工硅基材料去除原理；根據(jù)加工目標(biāo)需求設(shè)計(jì)了新一代的大氣等離子體加工系統(tǒng)，為后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究提供了良好的平臺(tái)基礎(chǔ)。
　　（2）研究了等離子體去除熔石英損傷。首先驗(yàn)證了等離子體加工對于熔石英亞表層損傷的去除能力，隨后通過不同深度的等離子體去除加工發(fā)現(xiàn)了損傷去除存在一個(gè)演變過程，而針對不同磨削工藝的損傷去除結(jié)果確定了等離子體加工在熔石英加工工藝流程中的定位。最后根據(jù)劃痕損傷尺寸隨去除深度的變化確定了等離子體去

3、損傷加工模型。
　　（3）進(jìn)行了等離子體面形加工去除函數(shù)研究，主要包括去除函數(shù)提取、函數(shù)魯棒性以及相關(guān)加工參數(shù)對去除函數(shù)的影響等問題。結(jié)果表明等離子體去除函數(shù)需通過線性掃描法提取，能抗擊主要加工參數(shù)小范圍波動(dòng)帶來的干擾。在15o入射角范圍內(nèi)，去除函數(shù)變化不大。由于熱效應(yīng)的存在，不同掃描速度下等離子體加工去除函數(shù)存在差異。
　?。?）開展了等離子體均勻去除面形研究。等離子體加工存在熱量累積效應(yīng)和邊緣效應(yīng)，需通過優(yōu)化加工路徑以及