高精度棱镜的快速抛光技术

本文以加工斯米特屋脊棱镜（ △９０°＝ ±５″） 为例，阐述了实现对高精度棱镜快速抛光的意义；介绍了高精度棱镜快速抛光技术的构成及其所应具备的保证条件     

Nd:YAG晶体板条低透射波前误差加工技术北大核心CSCD

针对高平均功率固体激光器对Nd:YAG晶体板条的技术需求,进行了Nd:YAG晶体板条低透射波前误差加工技术研究。详细分析了光学加工过程中引起板条端面透射波前畸变的误差来源,并提出工艺技术解决方案。实验结果表明,在板条抛光阶段通过采用合成盘硬抛光工艺以及新的工件装夹技术,能够解决传统板条加工工艺在面形及楔角精度方面可控性差的问题,更容易实现Nd:YAG晶体板条的低透射波前误差加工。对于150mm×30mm×2.5mm规格的Nd:YAG晶体板条元件,端面透射波前畸变PV值达到0.74λ。     

板条Nd:YAG晶体的合成盘抛光技术

针对高功率板条激光器核心工作器件——板条Nd:YAG晶体的超精密加工开展研究,分析了具有特殊构型的板条Nd:YAG晶体元件的加工性能及工艺难点,提出了一种新的基于合成盘抛光的板条Nd:YAG晶体加工工艺,并对规格为100mm×30mm×3mm的板条Nd:YAG晶体进行了加工实验。实验结果表明,合成盘抛光可以很好地控制元件的塌边现象;通过磨料的优化选择,在合成盘抛光工艺中匹配合适粒度的Al2O3磨料能够实现元件的低缺陷加工,元件下盘后的全反射面平面度达0.217λ(1λ=632.8nm),端面平面度达到0.06λ,表面粗糙度达0.55nm(RMS),端面楔角精度可达2″。     

高温下镜面纯Fe的表面质量研究

研究了真空状态下保温60min不同退火温度对镜面纯铁的表面粗糙度、表面形貌及晶粒取向的影响。结果表明:在纯铁的多晶型性转变温度点以下,面均方根粗糙度随退火温度的升高而缓慢增大;在多晶型性转变温度及以上发生突变,从面均方根粗糙度为4~5nm的镜面突变到700nm;用扫描电子显微镜(SEM)观察样品表面,发现在810℃出现再结晶细小晶粒。研究了原材料及860~960℃之间几个温度点的X射线衍射{200}晶面极图,结果发现:晶粒在860℃开始择优取向,随温度升高,取向越来越明显;再结晶对表面粗糙度的影响不大,晶粒的择优取向使得晶粒在不同方向的膨胀系数不同,以及多晶型性转变导致体积的变化使得晶粒之间挤压造成晶粒之间的凹凸不平和表面较深较粗的晶界,这是造成粗糙度突变的主要原因。     

光学面形的轮带光学抛光方法研究

鉴于光学零件高陡度凹曲面的抛光是光学加工的一个难题,轮带光学确定性抛光方法是解决此类零件抛光的有效方法之一;提出轮带光学抛光技术的原理和方法。研究了轮带光学抛光方法修形的可行性,采用五轴精密数控机床系统对一块直径Ф80 mm的K9玻璃平面样镜进行了修形试验,经过3次迭代修形使其面形精度均方根误差(RMS)由初始的0109 λ提高到0028 λ,平均每次收敛率达到13。实验结果表明,应用轮带光学抛光技术进行光学镜面修形,面形收敛速度较快,加工精度较高。本实验验证了轮带光学抛光技术的修形能力,为高陡度光学零件的抛光提供了研究基础。     

单镜面附近激发态极化原子的自发辐射简

利用格林函数和费米黄金定律,我们计算了单镜面附近的激发态极化原子的自发辐射率.结果表明:原子的自发辐射与原子的极化偶极距取向有关,并且随着原子与镜面间距的增大,辐射率呈现正弦形式的振荡.当偶极距取向与镜面方向平行时,自发辐射的正弦式振荡最为激烈.但是随着极化方向与镜面方向夹角的增大,自发辐射的振荡越来越弱.当偶极距取向与镜面垂直时,振荡几乎消失.利用光子的闭合轨道理论,我们可以发现激发态原子偶极距取向影响辐射光子数的多少,从而可以改变原子的自发辐射率.     

大口径光学元件磁流变加工驻留时间求解算法

为了解决大口径光学元件磁流变高精度加工问题,基于矩阵运算模型,提出了SBB(Subspace Barzilai and Borwein)最小非负二乘与自适应Tikhonov正则化相结合的驻留时间快速求解方法。同时,在一次收敛中采用双去除函数优化螺旋线轨迹下光学元件的加工,保证中心区域与全口径面形精度一致。仿真表明该算法与常用Lawson-Hanson最小非负二乘法相比,计算精度一致且求解效率大幅提高。对Φ600mm以彗差为主的光学表面模拟加工,峰谷(PV)值和均方根(RMS)值从初始的2.712λ与0.461λ中心区域全局一致收敛到0.306λ和0.0199λ(λ=632.8nm)。因此,提出的算法能够在有效保证面形收敛精度的同时快速获得稳定可靠的驻留时间分布,为磁流变抛光应用于大口径光学元件提供有力支持。     

用现代方法制造光学元件

次波长光学元件 ( SOEs)通常是用某种平版印刷术制造的 (虽然有时采用光刻法 ) ,这类光学元件含有一维或二维形式的阵列结构 ,这些阵列改变折射或反射光而不产生零以外的衍射级。这种次波长的光学元件具有 2 0 0 nm级的周期率 ,偏振能达到 97%的透射率或反射率 ,并具有大于40 d B的透射衰减和大于 2 0 d B反射衰减。这种元件的标准尺寸虽然只有 1 .4× 1 .4mm,但还能制成约 1 0mm大小尺寸。目前它主要用在光纤通信领域。这种次波长光学元件是将一种模型压入衬底上的一层光致抗蚀剂中而制成的。采用反应离子蚀刻工艺在衬底上或淀积在衬底上…     

K9玻璃的离子束抛光

K9玻璃是常用的光学和微系统材料。随着光学和微系统技术的迅速发展，由于具有较低廉的价格、良好的微加工性能，在K9玻璃上制作微米、纳米尺度的微结构和微器件的技术，已应用于光电子、微波技术、衍射光学元件等众多领域。但是，由于光学和微波等器件的表面粗糙可引起光散射和信号损失，从而降低器件性能。因此材料表面的超光滑处理对提高光学和微波等器件的性能具有十分重要的意义。