超光滑表面及其制造技术的发展3

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1、物理学和高新技术3超光滑表面及其制造技术的发展touutt高宏刚曹健林朱镛陈创天kt中国科学院北京人工晶体研究发展中心北京tsss{slku中国科学院应用光学国家重点实验室长春tvssuul摘要超光滑表面制造技术是超精密加工技术的一个重要分支q通过介绍超光滑表面的特征!应用及其制造技术的发展o希望给出超光滑表面技术的整体轮廓q在介绍超光滑表面的概念及其主要特征的基础上o通过典型例证指出了超光滑表面在软÷射线光学!激光陀螺等科技领域的重要应用q回顾了超光滑表面制造技术的发展过程o对各种超光滑表面加工原理与方法进行了简单描述与评价o最后提出了对超光滑

2、表面制造技术的发展趋势的观点q关键词超精密加工o超光滑表面o抛光o粗糙度ΤΗΕ∆ΕςΕΛΟΠΜΕΝΤΑΝ∆ΑΠΠΛΙΧΑΤΙΟΝΟΦΥΛΤΡΑ2ΣΜΟΟΤΗΣΥΡΦΑΧΕΣtouutt²±ª2¤±ª≤¬¤±2¬±≠²±ª≤∞≤«∏¤±ª2׬¤±(tΒειϕινγΧεντερφορΧρψσταλΡi∆,ΧηινεσεΑχαδεµψοφΣχιενχεσ,Βειϕινγtsss{s)(uΣτατεΚεψΛαβορατορψοφΑππλιεδΟπτιχσ,ΧηινεσεΑχαδεµψοφΣχιενχεσ,Χηανγχηυνtvssuu)Αβστραχτ

3、•¨³µ¨¶¨±·¤±²√¨µ√¬¨º²©∏¯·µ¤2¶°²²·«¶∏µ©¤¦¨¶¬±¦¯∏§¬±ª·«¨¬µ¦«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦¶o¤³³¯¬¦¤·¬²±¤±§·«¨§¨√¨¯²³°¨±·²©·«¨µ¨¯¨√¤±·°¤¦«¬±¬±ª·¨¦«±¬´∏¨¶q¤¶¨§²±·«¨³µ²³¨µ·¬¨¶²©∏¯·µ¤2¶°²²·«¶∏µ©¤¦¨¶o¬°³²µ·¤±·¤³³¯¬¦¤·¬²±¶²©¶∏¦«¶∏µ©¤¦¨¶¬±«¬ª«2·¨¦«±²¯²ª¼©¬¨¯§¶¤µ¨³µ¨¶¨±·¨§·«µ²∏ª«¶²°¨·¼³¬¦¤¯¨¬¤°³¯¨¶q°µ²ªµ

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5、较高的面形精度~kul尽可能小的表面疵病与亚表面损伤~对元件表面粗糙度的严格要求最初是由光学系kvl表面残余的加工应力极小~统提出的q在常规光学系统中o用于反射!折射的光kwl晶体表面具有完整的晶格结构o即表面无晶学元件的表面粗糙度需达到s1stuΛ°¤k粗糙度算格错位q术平均值l才能使用q现代短波光学!强光光学!电子超光滑表面在现代光学及光电子学科领域的作学及薄膜科学的发展对表面的要求则更为苛刻o其用愈来愈重要o相应的超光滑加工技术也成为现代明显特性是表面粗糙度小于t±°¤q这类表面作为超精密加工技术的重要组成部分q在以往的文献中光学元件应具有

6、高反射率!高面形精度!低粗糙度及较少见到关于超光滑表面的专门论述q本文试图在高强度~作为功能元件应具有高可靠性!高频响!高这一方面作一补充o简单阐述超光滑表面的应用o并灵敏性q作为光学元件o为获得最高反射率o特别强对其制造技术原理与方法作一介绍q调表面低散射特性或极低粗糙度值~作为功能元件o因多为脆硬或脆软晶体材料o相对于表面粗糙度而u超光滑表面的应用言o更注重表面的晶格完整性q我们统称这两类表面为超光滑表面k∏¯·µ¤¶°²²·«¶∏µ©¤¦¨lq超光滑表面具不同的超光滑加工技术产生不同的超光滑表面有以下主要特征}ktl表面粗糙度小于t±°¤o

7、对于光学元件o3ussspstpvt收到初稿oussspsvpvs修回#yts#物理≈w 特征o而具有不同特征的超光滑表面应用于不同的便成了•元件的关键技术之一q领域q以下是超光滑表面的一些重要应用q214高能激光反射镜211软Ξ射线光学系统在高能激光系统中o光学元件需承受极高的辐tu软÷射线的波长范围为t)vs±°q该波段所有照强度o如激光核聚变用激光束的功率密度tsu的材料对光都有强烈的吸收作用o因此光学系统多•r¦°~连续波超音速氧碘激光器k≤l的输出功为反射式q多层膜反射镜是软÷射线光学系统的关率可达兆瓦级q普通反射镜因难以承受如此强的辐

8、键器件~反射率是这种元件最重要的指标q多层膜反照o表面会被烧灼而损坏o因此必须提高反射镜的抗射镜的镜面反射与¨¥¼¨p•¤¯¯¨µ因子成