[发明专利]一种用于去除光学元件表面亚表层损伤的抛光方法

说明书

本发明涉及一种用于去除光学元件表面亚表层损伤的抛光方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：对光学元件进行古典抛光；步骤二：对经过古典抛光的光学元件进行真空等离子体抛光。本发明采用古典抛光和等离子抛光的复合抛光技术，能显著消除光学元件的表面与亚表面损伤，该复合抛光技术能够有效克服古典抛光造成光学元件表面和亚表面损伤以及等离子抛光的抛光效率低的问题，即将古典抛光与等离子体抛光结合，可以兼顾抛光效率和对损伤层的去除。

技术领域

本发明属于光学加工技术领域，具体涉及一种用于去除光学元件表面亚表层损伤的抛光方法。

背景技术

针对惯性约束核聚变、远程成像探测等应用，光学元件需要满足超光滑、低损耗要求，其制造方法必须满足消除表面疵病及亚表面损伤要求。光学元件的亚表面损伤是潜伏在光学元件表面之下的微裂纹、断裂、形变等缺陷，它会引起光的散射和信号的损失，并且增加激光的损伤阈值。对于高性能的光学元件，一般对其亚表面损伤状况有严格要求。

为了减少在抛光过程中对光学元件的亚表面损伤，专利号为CN202011006458.X(公开号为CN112192323A)的中国发明专利申请公开的《一种无亚表面损伤抛光设备及方法》，包括等离子体发生装置、磁场装置、高能带电离子束缚腔体、加工抛光真空腔体，通过磁场装置产生的磁场将等离子体发生装置产生的高能带电离子束缚隔离在加工抛光真空腔体中抛光区域以外的高能带电离子束缚腔体中，等离子体发生装置产生的自由基等离子体活性基团进入加工抛光真空腔体中抛光区域，实现抛光等；该专利有效减少工艺腔体内高能带电离子的数量，大量减少高能离子对光学元件表面的轰击溅射效应，可以有效去除光学元件的亚表面损伤层，明显改善光学元件的表面质量等。

但是真空等离子抛光的方法效率太低，而对于光学元件的抛光，是需要兼顾抛光精度和抛光效率的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种抛光效率高且抛光精度高的用于去除光学元件表面亚表层损伤的抛光方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于去除光学元件表面亚表层损伤的抛光方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：对光学元件进行古典抛光；

步骤二：对经过古典抛光的光学元件进行真空等离子体抛光。

为了达到更好的抛光效果，所述步骤一中，包括如下步骤：

(1.1)先将光学元件进行预抛光；

(1.2)对光学元件加压到4～8Mpa，机床主轴转速控制在30～40rpm，这样被测的光学元件通过机械压力，被压在浸满抛光液的抛光模上；

(1.3)对抛光模预热，可使抛光模上的沥青层因受热变软而增加塑性；

(1.4)在抛光模上加入抛光液，这样在光学元件和抛光模之间形成一层液体薄膜,这层膜起质量传输和传递压力的作用；

(1.5)开始抛光60～90min。

为了达到更好的抛光效果，所述步骤二中，包括如下步骤：

(2.1)开启真空室，放入经过古典抛光的光学元件，然后将真空室抽至本底压强；

(2.2)向等离子体源中充入工艺气体，所述工艺气体为Ar气、氧气以及SF₆气体，载气为Ar及O₂、反应气体为SF₆，Ar及O₂作为基底气体为抛光过程中其他化学气体等离子反应提供活性氛围，SF₆为含氟的气体，含氟的等离子体能够降低光学元件的表面粗糙度；

(2.3)将真空室的压强维持在工作压强20～40Pa，可以使反应气体SF₆挥发性更高，保证被加工区域化学组分的纯度；