基于准布儒斯特角法研究抛光过程中光学材料的表面质量

作     者：胡春光 孙兆阳 方子璇 刘军 张昊 房丰洲 HU Chun-guang;SUN Zhao-yang;FANG Zi-xuan;LIU Jun;ZHANG Hao;FANG Feng-zhou

作者机构：天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 中国船舶工业系统工程研究院北京100094 天津津航技术物理研究所天津300380 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2020年第28卷第2期

页      面：315-323页

核心收录：

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 0803[工学-光学工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(No.2016YFB1102203) 国家自然科学基金资助项目(No.61008028) 

主　　题：光学材料 精密抛光 表面质量 布儒斯特角测量 

摘      要：光学硬脆材料在机械加工过程中不可避免地形成表面/亚表面损伤,对器件性能、使用寿命等具有至关重要的影响。相较于磨削、研磨两种前道工艺,抛光阶段材料的损伤逐渐减少至极其微量的程度,而最终残留的损伤将伴随材料的使用全周期,研究抛光阶段表面质量的变化过程对掌握抛光的工艺质量十分必要,但测量难度高。针对这一问题,本文在总结抛光阶段损伤形式的基础上,首先仿真分析了准布儒斯特角法检测表面质量的原理和优势,随后以Nd∶GGG激光晶体为研究对象,利用椭偏仪对不同抛光工艺下样品表面质量的变化进行了实验研究。通过与白光干涉法测量的表面形貌进行对比,准布儒斯特角偏移量和相位角变化曲线斜率准确地反映了抛光过程中表面质量的变化,展现了该方法的无损伤和高灵敏度特性,以及辅助研究抛光工艺的可行性。最后,对准布儒斯特角法在表面质量检测方面面临的问题进行了分析和展望。