3。3抛光时间对亚表面损伤的影响 34

3。4本章总结 37

结论  39

致谢  40

参考文献 41

1绪论

1。1  课题的研究意义及其背景

科技的发展不断进步，而支撑科技发展的能源材料问题也越来越受到人们的关注。无论是对社会经济发展，还是在航天航空、国防军工等一系列尖端科学技术领域，能源发展，材料的疵病检测，都是亟待需要进行创新性、科学性研究的内容。而这些领域，都离不开对光学材料的应用。新的领域需求新的发展，因此，对光学材料的要求也和传统的不一样，意味着这不仅对光学材料的面形、粗糙度等指标有非常高的要求[1]，而且也需要对光学材料的亚表面的疵病损伤有一定程度的了解。

对光学材料亚表面损伤的检测是现在光学材料领域非常值得人们关注的一个方向[2]。亚表面损伤在外部环境发生变化的时候，会改变光学元件的面形精度、镀膜质量等，从而导致光学元件的使用性能发生改变，使光学元件的使用寿命大大降低。对于现在的各个领域里面的要求，高精度精密仪器中的光学元件的缺陷将会变成非常致命的弱点，因此，想要各类仪器性能更加优秀，甚至是各个领域有突破性的进展，如何有效地检测评价在控制加工中所带来的亚表面损伤，减少在加工过程中导致的损伤，提高生产效率，是现代光学工业必须解决的问题。

在近年来，许多发达国家都不惜财力物力，不断研发受控核聚技术，看中的是受控核聚技术无法估量的前景，其可持续发展性和清洁性，是当代社会所一致认可追求的目标。其中，美国的国家点火装置（National Ignition Facility，简称：NIF）是世界上最为先进的项目。该装置最为核心的是其由192门激光组成的激光器，这192门激光在装置启动时，需要在发射约300多米后，汇聚在一个直径约2毫米的靶子上，要求激光发射的发射时间误差不能超过30皮秒，而且每一门激光的能量必须相等。但是遗憾的是，改装置直到目前还没有点火成功，而光学元件的亚表面损伤是导致结果失败的非常重要的因素之一。强激光系统中，光学系统对光学元件的亚表面损伤有非常高的要求，因为在高强度的环境下，原本细微的亚表面损伤会被进一步放大，换句话来说，现在看起来完好无损的光学元件，在强激光的系统中，损伤缺陷将会倍放大几十倍甚至几百倍，这就对高精度精密仪器的顺利使用造成了极大的阻碍。现在，我国在激光装置方面也正在进行相应的研究，如惯性约束核聚变（Inertial Confinement Fusion,简称 ICF）激光器研究[3]，这是研制“神光”系列激光驱动器的关键技术的支撑[4 ]。

光学元件的成像质量，激光损伤阈值是性能中非常重要的两个指标，如上所述，控制激光的成像质量、位置，要求激光的能量完全相等，是现在激光实验研究所必须克服的障碍，而检测光学元件的亚表面损伤是其中最关键的一步，以致能在加工过程中，对亚表面损伤进行有效的控制[5]。

因此，在顺利检测得到亚表面损伤之后，我们则需要控制损伤的产生，使得各个光学元件亚表面有良好的一致性。众所周知，光学元件的生产，离不开各种各样的加工程序，如切割、研磨、抛光、清洗等过程，而在这些过程中，光学元件又是不可避免地会在材料表面和亚表面区域产生各种缺陷和杂质，而光学元件的亚表面损伤就是指在机械加工过程中产生于工件近表面区域的微裂纹、划痕、变形和污染杂质等损伤[6]。论文网

这些损伤扩展到表面以下深度几微米甚至几百微米的缺陷和杂质大大降低了高功率固体激光装置的负载能力。其中，作为衔接磨削和抛光过程的中间工序----研磨加工，其去除效率高，能够快速去除研磨生产过程中引入的亚表面损伤，同时降低表面粗糙度，以达到提高效率的目的。但是，研磨过程残留的亚表面损伤将直接降低光学零件的强度、长期稳定性、成像质量、镀膜质量和抗激光损伤阈值等重要性能指标。为了避免降低光学零件的最终质量，必须在抛光过程中将研磨时引入的亚表面损伤完全去除，因此，对亚表面损伤进行检测的时候，应该把更多注意力，放在检测亚表面损伤的深度。