脆性光学元件弹性域超光滑表面加工技术

第1章 超光滑表面加工技术概述
1.1 研究背景
1.1.1 现代光学系统对加工表面质量的要求
1.1.2 弹性域加工方法的可行性
1.2 研究现状
1.2.1 传统方法
1.2.2 新方法
1.2.3 弹性域去除机理研究现状
第2章 光学材料弹性域去除机理研究
2.1 表层原子键能的弱化机制
2.1.1 光学元件表面的瑕疵化过程
2.1.2 纳米抛光液的物理化学特性
2.1.3 光学元件表层原子的键能弱化反应
2.2 光学材料加工弹性接触模型
2.2.1 实验分析
2.2.2 临界条件的理论分析
2.3 弹性域去除机制的实验验证
2.3.1 纳米抛光颗粒运动轨迹
2.3.2 纳米抛光颗粒与光学元件表面的碰撞模型
2.3.3 纳米抛光颗粒弹性域溅射加工效果
2.3.4 弹性域去除实现的证据
2.4 不同纳米抛光颗粒的材料去除特性
2.4.1 纳米氧化铈抛光颗粒
2.4.2 纳米氧化硅抛光颗粒
2.5 小结
第3章 弹性域流体动压超光滑加工装置设计
3.1 加工系统的提出
3.1.1 现有弹性域超光滑加工方式的局限性
3.1.2 弹性域流体动压超光滑表面加工的原理
3.2 加工模型的建立
3.2.1 理论分析
3.2.2 模型研究
3.3 加工系统的关键机构设计
3.3.1 流体动压超光滑加工系统的组成
3.3.2 多轴运动平台
3.3.3 流体动压超光滑加工的抛光头优化设计
3.4 加工装置的性能测试
3.4.1 抛光轮旋转精度测试
3.4.2 抛光头温度稳定性测试
3.4.3 加工能力测试
3.5 小结
第4章 流体动压超光滑加工的特性研究
4.1 材料去除模型
4.1.1 材料去除理论分析
4.1.2 流体动力学仿真分析
4.1.3 实验建模分析
4.2 表面形貌演变规律
4.2.1 传统抛光的表面和亚表面模型
4.2.2 表面微观形貌随深度变化规律
4.2.3 表面质量随深度变化规律
4.2.4 表面结构特性对超光滑加工性能的影响
4.3 表面性能评价
4.3.1 HF刻蚀表面/亚表面质量分析
4.3.2 纳米压痕表面物理性能分析
4.4 小结
第5章 流体动压超光滑加工工艺规律研究
5.1 工艺参数影响规律
5.1.1 抛光轮浸没深度对材料去除速率的影响
5.1.2 抛光转速对材料去除速率的影响
5.1.3 抛光间隙对材料去除速率的影响
5.1.4 工艺参数综合影响分析
5.2 微细抛光线路的控制
5.2.1 微细抛光线路产生机理
5.2.2 微细抛光线路抑制策略
5.3 小结
第6章 流体动压超光滑表面加工实验
6.1 不同材料可加工性的实验探索
6.1.1 单晶硅
6.1.2 单晶石英
6.1.3 非晶硅酸盐玻璃
6.1.4 微晶玻璃
6.2 不同前期表面质量提升实验
6.2.1 离子束加工
6.2.2 磁流变加工
6.3 圆形平面镜全频域控制实验
6.3.1 低频面形控制
6.3.2 中频粗糙度控制
6.3.3 高频粗糙度控制
6.4 石英玻璃激光诱导损伤阈值提升初步实验
6.4.1 测试系统
6.4.2 结果与分析
6.5 小结
参考文献