發(fā)布時間：2017-08-05 05:07

  本文關(guān)鍵詞：激光清洗光學(xué)元件表面污染的機(jī)理與應(yīng)用研究

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【摘要】：激光清洗技術(shù)是利用激光與物質(zhì)通過直接或者間接的相互作用,將污染物從待清洗物體表面去除,來達(dá)到清洗的目的。激光清洗技術(shù)具有很多優(yōu)勢,它能夠通過調(diào)節(jié)激光參數(shù)來清洗不同的污染物,適用范圍廣,且清洗效率高、無污染、成本低、能夠清洗微米及亞微米的顆粒污染物。在大型高功率固體激光裝置中,光學(xué)元件受到顆粒、油脂類污染物污染后,降低了光學(xué)元件的損傷閾值,嚴(yán)重影響激光最終輸出通量,所以有必要對其表面的污染進(jìn)行清洗。而傳統(tǒng)的清洗技術(shù)很難將細(xì)小的顆粒污染物去除,本文針對光學(xué)元件的污染情況,選取K9玻璃表面污染物的清洗作為研究對象,進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究,目的是找到最佳的清洗參數(shù)。通過激光干式清洗法、激光等離子體沖擊波清洗法對K9玻璃表面的顆粒污染物進(jìn)行了清洗,作為對比,本文還采用了射頻等離子體清洗法對K9玻璃表面的顆粒和油脂類污染物進(jìn)行清洗,采用光學(xué)顯微鏡、紫外-可見近紅外分光光度計、圖像分析軟件、表面顆粒儀對其清洗效果進(jìn)行了分析,主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)采用波長為355nm的脈沖激光對K9玻璃表面上的灰塵顆粒和Al2O3顆粒進(jìn)行直接輻照清洗,并檢測其清洗效果,分析了光斑面積、激光能量、作用發(fā)次對清洗效果的影響,獲得了激光干式清洗K9玻璃表面灰塵污染物的最佳工藝參數(shù)為:光斑面積3.4 mm2,激光能量密度約為4.3 J/cm2,作用發(fā)次為5發(fā)。此參數(shù)清洗既有較好的清洗效果,又不會對K9玻璃基底產(chǎn)生損傷,且可以實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)清洗,能夠有效清除微米級甚至亞微米級污染物。(2)使用激光誘導(dǎo)等離子體沖擊波法清洗K9玻璃表面的灰塵顆粒,檢測效果表明能取得較高的清洗效率,并獲得清洗效率同作用距離、清洗發(fā)次的關(guān)系曲線,清洗效率和清洗面積隨著距離的增大迅速減小,清洗效率隨著發(fā)次的增加而增加。當(dāng)激光聚焦點(diǎn)離待清洗物基底表面的距離為1.0mm、激光作用發(fā)次為10發(fā)次時,達(dá)到最佳的清洗效率。(3)進(jìn)行射頻等離子體清洗K9玻璃表面二灰塵顆粒和機(jī)油污染物,分析了其清洗效果,并與激光清洗做了對比,在清洗顆粒物方面,其清洗效率不如后者,但是射頻等離子體在清洗油脂污染時具有很好的效果,可為激光清洗做補(bǔ)充。
【關(guān)鍵詞】：激光清洗 等離子體沖擊波 顆粒污染 清洗效率
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN249
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究工作的背景與意義10-14
• 1.1.1 技術(shù)需求10-13
• 1.1.2 研究意義和目的13-14
• 1.2 激光清洗國內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 國外發(fā)展歷程14-17
• 1.2.2 國內(nèi)激光清洗技術(shù)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 本論文的研究內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排18-19
• 第二章 激光清洗光學(xué)元件表面污染物的理論基礎(chǔ)19-36
• 2.1 顆粒污染物與基片粘附力19-26
• 2.1.1 范德華力19-22
• 2.1.2 其它幾種吸附力形式22-23
• 2.1.3 顆粒的吸附形變23-26
• 2.2 干式激光清洗的原理及其理論模型26-29
• 2.2.1 干式激光清洗機(jī)理簡介26-27
• 2.2.2 干式激光清洗的理論模型27-29
• 2.3 濕式激光清洗的原理及其理論模型29-31
• 2.4 激光誘導(dǎo)等離子沖擊波清洗的原理及其理論模型31-34
• 2.4.1 激光等離子沖擊波清洗的機(jī)理簡介31
• 2.4.2 激光等離子沖擊波清洗的理論模型31-34
• 2.5 本章小結(jié)34-36
• 第三章 激光直接輻照清洗K9玻璃表面污染物36-45
• 3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和操作36-37
• 3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備37-38
• 3.3 355nm激光清洗K9表面灰塵和Al2O338-44
• 3.3.1 清洗前的檢測效果39-41
• 3.3.2 實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)果41-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第四章 激光誘導(dǎo)等離子體沖擊波清洗K9玻璃表面污染物45-53
• 4.1 實(shí)驗(yàn)操作45-46
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析46-51
• 4.3 本章小結(jié)51-53
• 第五章 射頻等離子清洗K9玻璃表面污染物53-64
• 5.1 等離子清洗的基本原理53
• 5.2 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和操作53-56
• 5.3 等離子清洗K9玻璃表面污染物56-62
• 5.3.1 灰塵顆粒的清洗56-60
• 5.3.2 機(jī)油清洗60-62
• 5.4 本章小結(jié)62-64
• 第六章 全文總結(jié)與展望64-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的成果70-71

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