离子束抛光KDP光学元件关键技术研究

【摘要】：KDP晶体作为一种光学性能优良的非线性光学材料,广泛应用于惯性约束核聚变技术和各类激光系统中作为频率变换使用。由于其具有软、脆、易潮解和不耐高温等特性,给光学加工带来一系列困难。常用的加工方法都会使KDP晶体有损伤、污染,并且存在加工精度不高等问题,不能满足光学系统的技术要求。本文采用离子束沉积修正抛光技术对KDP晶体进行抛光,旨在降低其表面粗糙度,改善表面形貌,验证该技术的可行性。本研究主要分为两部分：平坦化工艺和离子束刻蚀抛光工艺。在平坦化工艺部分,研究了光刻胶浓度、匀胶转速对KDP晶体表面粗糙度的影响,还进行了热回流和溶剂回流实验,探索了热回流的回流温度、回流时间和溶剂回流的气体流量、通气时间的影响规律。在离子束刻蚀抛光部分,研究了离子束能量、离子束电流、入射角度对基底和牺牲层的粗糙度以及刻蚀速率的影响,在降低基底粗糙度的条件下,寻找基底和牺牲层刻蚀速率的最佳配合工艺,最终进行离子束沉积修正抛光。通过大量实验,得到了较好的工艺参数。EPG533型光刻胶稀释比例(胶与溶剂的体积比)为1：5,匀胶转速设置为低转速600rpm,时间12s,高转速5000rpm,时间50s。热回流温度80℃,时间20min,溶剂回流气体流量200ml/min,时间30min。离子束刻蚀参数选择工作真空度为5×10-2Pa,Ar气流量12.8sccm,加速电压400V,离子束能量400eV,电流30mA,入射角度40°。在此条件下抛光涂有光刻胶牺牲层的KDP晶体,可以将光刻胶的光滑表面传递到KDP基底上,降低表面粗糙度,改善表面形貌。
【关键词】：KDP晶体 表面粗糙度 牺牲层 回流 离子束抛光
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN305.2