[发明专利]一种用于光学晶体超精密加工亚表面损伤的评价方法

权利要求书

1.一种用于光学晶体超精密加工亚表面损伤的评价方法，包括：

步骤一、将被检测光学晶体(3)作为样品置于可移动工作台(6)上，被检测表面朝上；

步骤二、调整X射线源(1)的初始位置，使其产生的平行X射线(2)的初始位置与被检测样品(3)的上表面(31)平行，同时使X射线探测器(5)复位到初始位置，也即X射线衍射仪2θ角为0°时的位置；

步骤三、调整X射线源(1)位置，使其产生的平行X射线(2)与被检测光学晶体样品(3)上表面(31)之间形成夹角ω并保持夹角ω不变；

步骤四、获取X射线衍射谱信息：启动X射线探测器(5)沿圆周移动，探测X射线与光学晶体表面和亚表面结构发生衍射时的角度位置2θ和衍射X射线的强度，记录并存储，得到当前角度下X射线与检测样品(3)表面和亚表面损伤层晶体结构发生衍射的衍射谱信息；

步骤五：移动载物台(6)或绕被测样品上表面法线n转动载物台（6）获取被测样品不同区 域以及不同位向表面和亚表面损伤层的X射线衍射谱信息；

步骤六、重复步骤三、步骤四、步骤五，得到不同夹角ω、不同区域以及不同位向条件下X射线与检测样品(3)表面和亚表面晶体损伤层结构发生衍射的衍射谱信息；

步骤七、根据所述衍射谱信息，对被测样品的亚表面损伤情况进行评价；

其特征在 于，步骤七包括用于评价被测样品的取向和晶面间距是否发生变化的步骤，具体为：

若在不同夹角ω检测条件下都能检测到该晶面的衍射X射线，且X射线衍射角2θ的角度位置保持不变，则判定晶体发生了取向变化；

若存在一组衍射峰的峰值点，使得夹角ω与X射线衍射仪的2θ角之间存在线性相关特征关系2θ＝2ω±2α，则判定被测样品的晶面间距发生变化；其中2α为任意角度；

步骤七还包括用于评价被测样品的哪一个晶面发生了取向变化以及哪一个晶面发生了晶面间距变化的步骤，具体为：

对于当夹角ω变化时2θ不发生变化的一组峰值点，将该2θ角与标准衍射谱进行比较，其中能够与标准曲线谱中的峰值重合的峰值点对应的晶面即为发生取向变化的晶面；

通过公式2θ＝2ω±2α计算出角度α，并计算晶体结构未发生变化时的各个晶面与水平面的所有可能出现的夹角，所有可能出现的夹角中与角度α相等的角对应的晶面即为发生了间距变化的晶面；

步骤七还包括用于评价被测样品的微观残余应力和平均宏观残余应力的步骤，具体为：

对于晶面间距发生变化的每一个晶面，根据公式d＝λ/2sinθ计算该晶面对应的晶面间距d；根据晶面间距d计算晶格应变，并结合样品材料的弹塑性本构方程计算出相应的微观残余应力；λ为X射线的波长；

对于取向发生变化的每一个晶面，获取衍射谱中不随着夹角ω的变化而变化的衍射峰峰值点对应的2θ角，并根据公式d＝λ/2sinθ计算该晶面对应的晶面间距d；根据晶面间距d计算晶格应变，并结合样品材料的弹塑性本构方程可计算出各取向晶面的法向应力，最后按不同取向进行应力分解可求得两个相互垂直方向的平均宏观残余应力；

步骤七中，还包括用于评价被测样品的晶体结构特征的步骤，具体为：

在衍射的特征谱线中，若一个衍射峰的强度大于其余衍射峰，并且与该晶体标准的PDF卡强度规律不相符，则判定该衍射峰对应的被检测区域的晶体结构标记为具有择优取向的特征；

在衍射的特征谱线中，若各个衍射峰的强度分布规律与该晶体标准的PDF卡强度规律相符，则表明被检测区域的晶体结构具有随机分布的特征。

2.根据权利要求1所述的用于光学晶体超精密加工亚表面损伤的评价方法，其特征在于，还包括步骤八：

改变X射线(2)与被检测光学晶体样品(3)上表面(31)之间形成夹角ω，使得检测深度发生改变，对于每一个检测深度，重复执行步骤三至七，得到对被测样品不同深度的亚表面损伤情况的评价结果。