真空等離子體刻蝕拋光技術(shù)是一種新興的、高效的、有潛力的光學(xué)元件表面加工技術(shù),可以獲得傳統(tǒng)機(jī)械拋光技術(shù)難以達(dá)到的加工效果,尤其是中大口徑非球面光學(xué)元件的超光滑表面加工制造,受到了相關(guān)行業(yè)的關(guān)注并已廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體及光學(xué)元件制造領(lǐng)域,成為微電子學(xué)和微納米光學(xué)制造領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)。針對(duì)光電裝備及武器系統(tǒng)中光學(xué)元件超高精度、高反射率及超低損傷的技術(shù)要求,需要開發(fā)一種高效、精密的光學(xué)零件加工方法,以滿足光電裝備對(duì)批量、高精度光學(xué)元件制造的迫切需求。自由基真空等離子體拋光技術(shù)因其自身特殊的拋光機(jī)理,對(duì)材料可實(shí)現(xiàn)原子量級(jí)的化學(xué)反應(yīng)去除,同時(shí)不會(huì)對(duì)材料造成表面及亞表面損傷,以此獲得超光滑表面。本文圍繞RPS（Remote Plasma Source）微波真空等離子體刻蝕拋光系統(tǒng)的搭建、離子源特性以及碳化硅和熔石英兩種材料的拋光工藝進(jìn)行了初步研究。自主設(shè)計(jì)搭建的拋光系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),配備有真空檢測(cè)系統(tǒng)、氣路系統(tǒng)、工作臺(tái)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、恒壓控制系統(tǒng)、自動(dòng)控制系統(tǒng)和其他輔助系統(tǒng),以滿足RPS微波源的工作條件,從而產(chǎn)生大面積均勻穩(wěn)定的活性自由基,開展離子源特性以及光學(xué)元件的刻蝕拋光工藝實(shí)驗(yàn)研究。等離子體激發(fā)的活性自... 

【文章來源】：西安工業(yè)大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

軍用偵察衛(wèi)星

活、精準(zhǔn)、隱蔽、可控、效率比高和抗電磁干擾等優(yōu)異性能。這些新型光電武器系統(tǒng)性能的提升，依賴于核心光學(xué)元件表面超精密制造的水平[1]，同時(shí)也體現(xiàn)了信息化武器裝備發(fā)展的趨勢(shì)。涉及的光學(xué)元件不僅對(duì)口徑尺寸、加工精度及效率提出要求，而且要求其輕量化程度和生產(chǎn)成本更低[2]。有效口徑的增大是提高光學(xué)系統(tǒng)分辨能力的基本途徑，而提高主鏡有效口徑與焦距的比值，不僅可以改善成像質(zhì)量，而且可以大大縮短光學(xué)系統(tǒng)軸向距離，從而減輕整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的重量，降低空間光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)射費(fèi)用。圖 1.1 軍用偵察衛(wèi)星

西安工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文對(duì)于光學(xué)元件而言，非球面和自由曲面可降低光學(xué)系統(tǒng)的復(fù)雜程度，不僅表面形狀足要求，而且表面微觀質(zhì)量要符合要求，避免制造缺陷的留存，以獲得超光滑的光學(xué)[3]，從而提高圖像成像質(zhì)量、光能量的傳輸及激光武器的對(duì)抗和打擊能力。針對(duì)高清像的要求，除了高精度的表面形狀，中高頻誤差的影響也至關(guān)重要，表面中高頻誤差在，會(huì)降低光學(xué)系統(tǒng)的對(duì)比度，導(dǎo)致圖像模糊，成像質(zhì)量下降，圖 1.3 對(duì)比了中高頻對(duì)高分辨對(duì)地成像探測(cè)分辨率的影響，與左圖相比，右圖使用相機(jī)為早期產(chǎn)品，光學(xué)中高頻誤差較大；針對(duì)光學(xué)系統(tǒng)輕量化的要求，熔石英和碳化硅材料作為當(dāng)前光學(xué)系鏡的優(yōu)選材料，獲得了廣泛關(guān)注。通過對(duì)熔石英、碳化硅等非球面光學(xué)元件超精密加程中基礎(chǔ)科學(xué)問題的探索和研究，突破光學(xué)元件超光滑、低損耗和超低損傷加工的關(guān)術(shù)[4]及工藝難題，形成超光滑光學(xué)元件高效、高精度工程化的制造能力。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于磁控濺射和ICP刻蝕的RB-SiC表面平坦化工藝[J]. 趙楊勇,劉衛(wèi)國,惠迎雪.  光子學(xué)報(bào). 2018(03)
[2]2m大口徑RB-SiC反射鏡的磁控濺射改性[J]. 劉震,高勁松,劉海,王笑夷,王彤彤.  光學(xué)精密工程. 2016(07)
[3]RB-SiC材料表面改性技術(shù)研究[J]. 霍艷麗,劉海林,胡傳奇,黃小婷,賈志輝,梁海龍,王春朋,唐婕,陳玉峰.  稀有金屬材料與工程. 2015(S1)
[4]Origin軟件在等離子體發(fā)射光譜分析中譜線擬合的應(yīng)用[J]. 王祥瑞,張勇,劉英,閻江濤.  冶金分析. 2015(11)
[5]光譜法測(cè)量低壓熱噴涂等離子體的電子溫度和電子密度[J]. 孫成琪,高陽,楊德明,何坤.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2015(04)
[6]RB-SiC表面改性Si涂層的制備與性能[J]. 苑永濤,劉紅,邵傳兵,陳益超,方敬忠.  強(qiáng)激光與粒子束. 2011(05)
[7]離子束作用下的光學(xué)表面粗糙度演變研究[J]. 廖文林,戴一帆,周林,陳善勇.  應(yīng)用光學(xué). 2010(06)
[8]等離子體拋光對(duì)表面粗糙度的影響[J]. 劉衛(wèi)國,田園.  西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2010(02)
[9]RB-SiC基底反射鏡表面改性工藝的改進(jìn)[J]. 申振峰,高勁松,王笑夷,王彤彤,陳紅,鄭宣鳴.  光學(xué)精密工程. 2009(05)
[10]SiC空間反射鏡材料及其表面改性技術(shù)現(xiàn)狀分析[J]. 高勁松,申振峰,王笑夷,王彤彤,陳紅,鄭宣鳴.  中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué). 2009(02)

博士論文
[1]KDP晶體離子束拋光理論與工藝研究[D]. 袁征.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[2]雙頻容性耦合等離子體特性的發(fā)射光譜研究[D]. 黃曉江.蘇州大學(xué) 2009

碩士論文
[1]光學(xué)元件表面真空等離子體處理與工藝研究[D]. 姜桐.西安工業(yè)大學(xué) 2016
[2]等離子體無損快速拋光工藝研究[D]. 程媛.西安工業(yè)大學(xué) 2014
[3]超光滑光學(xué)元件離子束沉積修正拋光技術(shù)研究[D]. 麻鵬飛.西安工業(yè)大學(xué) 2014
[4]PVD改性RB-SiC反射鏡表面缺陷處理方法研究[D]. 康健.中國科學(xué)院研究生院(長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2014
[5]激光燒蝕—脈沖放電等離子體電子數(shù)密度和溫度特性研究[D]. 李霞芬.浙江師范大學(xué) 2012
[6]等離子體拋光機(jī)理的研究[D]. 伍藝龍.西安工業(yè)大學(xué) 2011
[7]大氣等離子體拋光對(duì)超光滑表面的影響研究[D]. 金會(huì)良.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2009
[8]大氣等離子體拋光系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王家富.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
[9]光學(xué)鏡面離子束拋光系統(tǒng)工藝參數(shù)研究[D]. 王登峰.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3280462