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由于光的传导效应，在过去的很长一段时间里，科学界一致认为传统光学显微推理系统的最小辨别能力存在极限，显微系统能辨别出的最小信息细节大约在照明光波长的一半量直到上世纪90年代，许多科学家提出了多种新型的显微成像方案来突破短路极限。
磁流变抛光对熔石英激光损伤特性的影响
磁流变抛光 熔石英 光学元件 氢氟酸(HF)动态刻蚀 激光损伤阈值
2017/2/21
为进一步提升熔石英元件的激光损伤阈值，研究了氢氟酸（HF）动态酸刻蚀条件下磁流变抛光工艺对熔石英元件激光损伤特性的影响规律。首先，采用不同工艺制备熔石英元件，测量它们的表面粗糙度。然后，采用飞行时间-二次离子质谱法（OF-SIMS）检测磁流变加工前后熔石英元件中金属杂质元素的含量和深度；采用1-on-1方法测试激光损伤阈值，观测损伤形貌，并对损伤坑的形态进行统计。最后，分析了磁流变抛光工艺提升熔石...
介绍了Ф420 mm熔石英高次非球面透镜的加工与检测方法。对现有数控加工工艺进行了优化，通过分工序加工方式，依次采用机器人研磨、抛光和离子束修形技术完成了透镜的加工。进行非球面透镜检测时，考虑透镜的凹面为球面，利用球面波干涉仪对其面形进行了直接检测，剔除干涉仪标准镜镜头参考面误差后，透镜凹面的精度达到0.011λ-RMS；针对透镜的凸面为高次非球面，采用基于背后反射自准法的零位补偿技术对其进行面形...
为了利用磁流变加工实现对大口径平面光学元件波前中频误差的控制，研究了磁流变抛光去除函数的频谱误差校正能力和磁流变加工残余误差抑制方法。首先，比较了模拟加工前后元件中频功率谱密度（PSD1）误差和元件PSD曲线的变化，分析了磁流变去除函数的可修正频谱误差范围。然后，利用均匀去除方法分析了加工深度、加工轨迹间距和去除函数尺寸等磁流变加工参数对中频PSD2误差的影响，提出了抑制中频PSD2误差的方法。最...
针对355 nm激光作用于熔石英光学元件后其损伤阈值容易变差的问题，提出使用1.7%纯HF溶液和0.4% HF与1.2% NH4F混合的BOE溶液对样品进行处理来提高它们的激光诱导损伤阈值（LIDT）。在相同的条件下将熔石英光学元件浸没到上述两种不同的刻蚀溶液中进行处理，通过测量刻蚀过程中元件重量变化来计算刻蚀速率，利用Zygo轮廓仪测试元件表面粗糙度，然后对355 nm激光照射下熔石英元件的损伤...
针对测量高功率激光驱动装置中大口径矩形反射光学元件的波前误差时测量角度和使用角度不完全相同引入的测量误差，提出了将测量角度下的反射波前转换到使用角度的反射波前的换算及恢复方法。首先分析了将斜入射测量角度下的波前转换到使用角度下波前的余弦换算方法，得到了实际测量角度与实际使用角度下的波前误差计算关系；然后计算并分析了双三次插值算法本身引起的中频PSD1（功率谱密度）误差，指出在满足有效口径测量的情况...
针对我国惯性约束聚变装置（ICF）对高性能传输反射镜元件的性能要求，探索了大口径传输反射镜制备涉及的关键技术与工艺。深入开展了K9玻璃坯片研制、光学冷加工、传输反射镜镀膜和激光预处理等方面的研究工作。提出了400 mm口径K9反射类坯片精密退火工艺，形成了高精度平面加工技术路线；制备了低缺陷薄膜，并且建立了大口径光学元件预处理装置。最后，综述了大口径高性能传输反射镜研制方面的主要成果。研制的400...
为了实现大口径平面光学元件的高精度加工，开展了磁流变加工技术的研究。介绍了磁流变加工原理及去除函数的数学模型。根据磁流变加工的特点，建立了元件整体加工的工艺流程，给出了元件加工的工艺要素。然后，开发了抛光斑的提取软件，并基于轨迹段划分的速度模式开发了工艺软件，分析了工艺软件的各项功能模块。最后，基于元件加工的工艺流程，对一件800 mm×400 mm的元件进行了加工实验。利用检测设备测得了元件的低...
针对小特征尺寸连续位相板中频段成分分布广、误差梯度大的面形特点，分析了离子束修形技术加工连续位相板过程中影响加工精度的几种因素，包括扫描步距、材料去除方式、定位精度和材料去除量求解。分析指出：根据采样定理确定去除函数的扫描步距可实现对不同尺寸特征单元的有效加工；进一步优化材料去除方式能够确保修形过程中驻留时间的平稳运行，实现全频段误差一致收敛。另外，采用面形匹配方法对测量误差进行校正实验，可获取准...
磁流变抛光系统去除函数的原点位置标定
光学制造 磁流变抛光 去除函数 原点标定
2017/2/21
为了实现磁流变抛光的确定性加工，对磁流变抛光去除函数的原点位置进行了标定。分析了磁流变抛光去除函数的产生过程及其去除率分布。利用标准圆柱，建立了抛光轮最低点与数控加工中心测头的相对位置坐标变换关系，实现了光学元件在机床坐标系中的精确对准。通过在光学元件的特征点上进行去除函数实验测试，实现了抛光轮最低点对应的去除函数原点位置标定，对标定误差进行了分析。选择圆形平面光学元件，应用以金刚石颗粒为抛光粉的...
针对同步辐射领域光学元件的口径逐渐增大，其面形测量精度的要求已达到纳弧度级的问题，本文研究了该领域先进的面形测量方法——拼接干涉技术，以实现光学元件的高分辨率二维测量。介绍了拼接干涉技术的基本原理，综述了目前同步辐射光学领域常用的面形测量设备——激光光束长程面形仪、高精度自准直纳米测量仪，以及拼接干涉仪的发展历程和特点，比较了它们各自的缺点和优势。最后，分析了拼接干涉涉及的主要误差来源，指出该技术...
弯月面化学涂膜技术因其具有大面积、低成本以及高效率等优势成为继旋涂、喷涂等传统涂膜工艺后极具发展潜力的新型化学薄膜涂覆技术。本文针对国家某重大项目对米级光学元件表面的化学薄膜涂覆需求，对基于弯月面涂胶的技术原理进行了系统研究，分析了涂胶压强、基片和狭缝间距以及材料亲疏水性与涂胶面形态的关系，实现了对弯月液面的精密调控并研制出基于弯月面化学薄膜涂覆技术的装备，在1 400 mm×420 mm尺寸玻璃...
折叠双S型Bimorph热式MEMS微镜
电热驱动 MEMS微镜 SOI微加工 折叠双S型双层梁结构 垂直线性大位移
2016/11/30
为了设计具有大角度、大位移、低电压的MEMS微镜。采用折叠双S型双层梁驱动结构设计了一种能够克服静电驱动缺陷的新型MEMS微镜，利用表硅与SOI相结合的MEMS微加工工艺来实现双材料电热的差分驱动。不但解决了因环境温度所引起的不稳定性问题，而且还实现了创记录的大角度、大位移扫描。通过该方法设计的微镜尺寸小于2.5 mm×2.5 mm，机械转角大于5度，垂直线性位移可达425 μm，系统响应时间小于...
