Name: Convergente Polijsten: Een eenvoudige, snelle, volledige Aperture polijsten van hoogwaardige optische Flats and Spheres (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-12-01T13:00:00.000+00:00
Duration: 13 min 7 s
Description: Leer convergent polijsten voor hoogwaardige optische oppervlakken met een specifiek septumgewicht. Deze methode bereikt 330 nm piek-tot-dal in één vieruurs iteratie zonder parameterwijzigingen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk werd uitgevoerd onder auspiciën van het Amerikaanse ministerie van Energie door Lawrence Livermore National Laboratory onder Contract DE-AC52-07NA27344 binnen het LDRD-programma.

1. Voorbereiding van de polijstmachine en drijfmest Maak eerst de convergente Polijsten System (specifiek C onvergent genoemd, ik nitial Surface Independent, S ingle Iteratie, R ogue Particle-allergene polijstmachine of CISR (uitgesproken als &#39;schaar&#39;)) 7,17 door het installeren van het pad &amp; septum, het conditioneren van het pad, verdunnen en chemische stabilisatie van de slurry en waarin de slurry in het filtratiesysteem. <ol><li> Op de CISR polijstmachine, houden een polyurethaan pad op de granieten ronde basis. Hechten pad ene kant eerst en druk uit te oefenen in de richting naar de tegengestelde rand om luchtspleten te minimaliseren. Snijd de overhangende pad en dan gebruik maken van een scheermesje en roller te doorboren en luchtbellen te verwijderen indien nodig. </li><li> Voor het eerste gebruik en na elke ~ 100 hr van het polijsten, diamant staat de pad met behulp van een CMP diamant conditioner (diameter van 50 mm; 0,6 psi druk uitgeoefend; 5 min temporisering op elk radiale ronde locatie met stappen van 25 mm tussenruimte; schoot rotatie 25 rpm) met stromend DI water. </li><li> Tussen polijsten iteraties, verwijder eventueel resterende slurry en glas producten uit de pad met behulp van een in-situ ultrasone reiniger (~ 2 min verblijftijd op elke radiale locatie; schoot rotatie 5 rpm) met stromend DI water. </li><li> Op de uniek gevormde septum gewicht, zich te houden dubbelzijdige foam tape en vervolgens het septum materiaal (bv, pre-cut glas of andere niet-dragen van materiaal). Knip alle overhangende schuimtape aan de vorm van het septum materiaal en gewicht passen. Let op het septum ontwerp (zowel de vorm en gewicht) verandert voor verschillende maten van het werkstuk en schoot 7,17. </li><li> Bereid polijstslurry Baume 4 concentratie (specifiek meng volume ~ 1 deel ceriumoxide polijstslurry en ~ 9 delen gedeïoniseerd (DI) water in een 11 L bucket). Controleer Baume met behulp van een Baume float. Voeg ~ 5 ml KOH (10 M) om de pH op 9,5 en voeg ~ 120 ml (1 vol%) van eigen surfactant 19. Bijstellen pH en Baume elke 24 uur van polijsten. </li><li> Installeer emmer met de voorbereide slurrie in filtersysteem. Installeer vervolgens de gewenste CMP roetfilters in filtersysteem. Laat drijfmest recirculeren binnen filtratie systeem voor enkele uren. </li><li> Maatregel deeltjesgrootteverdeling van drijfmest (bijvoorbeeld met behulp van enkel deeltje optische sensing technieken) aan de staart van de verdeling te garanderen is voldoende rogue partikelvrij 9,20. </li></ol> 2. Voorbereiding van werkstuk (Ets en blokkeren) Voordat polijsten, chemisch etsen het zoals ontvangen fijngeslepen werkstuk naar de hoeveelheid materiaal te verwijderen die nodig zijn om de ondergrond slijpen schade 21 te verwijderen te verminderen. Vervolgens blokkeert het werkstuk (indien het opnameformaat (dwz lengte / dikte) is&gt; 10) met behulp van een roman toonhoogte knop blocking (PBB) techniek om het werkstuk buigen tijdens het blokkeren en polijsten 22 voorkomen. <ol><li> Etsen het fijn gemalen werkstuk (specifiek een 265 x 265 x 8 mm 3 fused silica glas plat) in een tank gevuld met HF: NH4F (6: 1 gebufferde oxide ets (BOE) 3x verdund met DI-water) voor 6 uur verwijderen 10 urn glas van het oppervlak van het werkstuk. LET OP! BOE is uiterst gevaarlijk; Draag geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen (PBM). Verwijder werkstuk uit ets tank en agressief spoel het werkstuk met DI-water en laat het werkstuk aan de lucht drogen verticaal. </li><li> Inspecteer het werkstuk voor diepe beschadiging tijdens het maalproces met behulp van een helder licht inspectie in een donkere kamer. Als er geen diepe schade wordt gevonden, gaat u verder met de volgende stap, anders terug te sturen werkstuk voor re-slijpen. </li><li> Warmen blokkeren toonhoogte in een lijmpistool op ~ 95 ºC en plaats druppeltjes (ook wel knoppen) van de toonhoogte (~ 0,06 g) op het gezicht van deblokkeren plaat in een 9 x 9 array (81 knoppen met 26 mm tussenruimte). Voor verschillende grootte werkstukken, wordt verwezen naar de regels voor het ideale aantal, de grootte, en de afstanden van de toonhoogte knop 22 ontwerpen. De blokkeerschroef plaat met de toegepaste knoppen naar boven in een voorverwarmde oven op 70 ºC. </li><li> Breng tape aan het vlak van het werkstuk niet te worden gepolijst. Vermijd het genereren van luchtbellen of overmatig uitrekken van de tape. </li><li> Plaats het werkstuk met tape zijde naar beneden op knoppen op de blokkerende plaat in de oven. Bedek de werkstuk-button-blok naar convectiestroming minimaliseren. Na 1,5 uur werd ingesteld oven afkoelen 10 ° C / hr tot kamertemperatuur. Na afkoeling moet het veld dikte van de geblokkeerde werkstuk ~ 1 mm. </li></ol> 3. Convergente Polijsten <ol><li> Schakel luchtvochtigheid systeem in klimaatkamer van CISR polijstmachine aan drijfmest van het drogen tijdens het polijsten voorkomen en om malafide deeltjes krassen op het werkstuk te minimaliseren. </li><li> Inshoog en monteer de speciaal ontworpen en bereid septum in polijstmachine. Installeer PBB werkstuk in CISR polijstmachine en onderste giek om het werkstuk vast te houden. </li><li> Poolse werkstuk op CISR gedurende 4 uur bij een matched schoot en werkstuk rotatie snelheid van 25 toeren per minuut met een radiale slag van ~ 75 mm en met een slurry flow uit filtersysteem van 1 liter / min. OPMERKING: De blokkerende plaat dient ook als laadgewicht op het werkstuk overeenkomt met 0,6 psi toegepaste druk. </li><li> Schakel schoot en werkstuk rotatie en slurrystroming. Verwijder PBB werkstuk uit CISR polijstmachine en dompel het in DI water gevulde bad. Veeg werkstukoppervlak met cleanroom doek terwijl ondergedompeld. Verwijder PBB werkstuk uit bad en spray spoelen met DI-water. </li><li> Deblock werkstuk door het invoegen van een shim op werkstuk-blok-interface. Verwijder de tape van het werkstukoppervlak. Agressief afspoelen werkstuk met DI-water en lucht drogen. </li><li> PBB de tegengestelde zijde van het werkstuk, zoals beschreven in hoofdstuk 2. Herhaal vervolgens povaststelling van de procedure zoals beschreven in hoofdstuk 3. </li></ol> 4. Metrologie en Inspectie <ol><li> Maatregel weerspiegeld golffront (dwz oppervlakte figuur) van beide zijden van het werkstuk evenals verzonden golffront met behulp van een interferometer. </li><li> Mount werkstuk op heldere licht keuringsstation en meet de kras / dig eigenschappen met behulp van optische fabricage van standaard methoden. Een korte BOE etsen van het werkstuk, zoals beschreven in stap 2.1, kan worden gebruikt om verborgen krassen blootleggen werkstukken hoge fluentie lasertoepassingen. Voor het meten van fijne krasjes of ruwheid op het werkstuk, kan standaard optische microscopie of wit licht interferometrie worden gebruikt. </li><li> WINKEL voltooide werkstuk in een houder minimalisering contact met vlak van het werkstuk. </li></ol>

<ol><li>Thompson, B., Malacara, D. Ch 28. Handbook of optical engineering. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAnderson%2C+D+%22Optical+fabrication%22">Optical fabrication</a>. , CRC Press. (2001).</li>
<li>Karow, H. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aKarow%2C+H+%22Fabrication+Methods+for+Precision+Optics%22">Fabrication Methods for Precision Optics</a>. , Wiley. (1993).</li>
<li>Brown, N. J. A short course in optical fabrication technology. Optical Society of America Annual Meeting, 1981 Oct 26, Orlando, FL, USA, , Lawrence Livermore National Lab. (1981).</li>
<li>Cook, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chemical+processes+in+glass+polishing%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Non-Crystal.+Solids%22%5BJournal%5D)">Chemical processes in glass polishing.</a> J. Non-Crystal. Solids. 120, 152-171 (1990).</li>
<li>Preston, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Structure+of+Abraded+Glass+Surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Trans.+Opt.+Soc%22%5BJournal%5D)">The Structure of Abraded Glass Surfaces.</a> Trans. Opt. Soc. 23 (3), 141-14 (1922).</li>
<li>Suratwala, T., Feit, M., Steele, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+Deterministic+Material+Removal+and+Surface+Figure+During+Fused+Silica+Pad+Polishing%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Ceram.+Soc%22%5BJournal%5D)">Toward Deterministic Material Removal and Surface Figure During Fused Silica Pad Polishing.</a> J. Am. Ceram. Soc. 93 (5), 1326-1340 (2010).</li>
<li>Suratwala, T., Steele, R., Feit, M., Desjardin, R., Mason, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Convergent+Pad+Polishing+of+amorphous+fused+silica%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Applied+Glass+Science%22%5BJournal%5D)">Convergent Pad Polishing of amorphous fused silica.</a> International Journal of Applied Glass Science. 3 (1), 14-28 (2012).</li>
<li>Suratwala, T., Feit, M., Steele, R., Wong, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Influence+of+Temperature+and+Material+Deposit+on+Material+Removal+Uniformity+during+Optical+Pad+Polishing%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Ceram.+Soc%22%5BJournal%5D)">Influence of Temperature and Material Deposit on Material Removal Uniformity during Optical Pad Polishing.</a> J. Am. Ceram. Soc. , (2014).</li>
<li>Suratwala, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microscopic+removal+function+and+the+relationship+between+slurry+particle+size+distribution+and+workpiece+roughness+during+pad+polishing%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Am.+Ceram.+Soc%22%5BJournal%5D)">Microscopic removal function and the relationship between slurry particle size distribution and workpiece roughness during pad polishing.</a> J. Am. Ceram. Soc. 91 (1), 81-91 (2014).</li>
<li>Terrell, E., Higgs, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrodynamics+of+Slurry+Flow+in+Chemical+Mechanical+Polishing%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electrochem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Hydrodynamics of Slurry Flow in Chemical Mechanical Polishing.</a> J. Electrochem. Soc. 153 (6), 15-22 (2006).</li>
<li>Runnels, S., Eyman, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tribology+Analysis+of+Chemical+MechanicalPolishing%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electrochem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Tribology Analysis of Chemical MechanicalPolishing.</a> J. Electrochem. Soc. 141 (6), 1698-1701 (1994).</li>
<li>Park, S., Cho, C., Ahn, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrodynamic+Analysis+of+Chemical+Mechanical+Polishing+Process%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Tribology+Int%22%5BJournal%5D)">Hydrodynamic Analysis of Chemical Mechanical Polishing Process.</a> J. Tribology Int. 33, 723-730 (2000).</li>
<li>Luo, J., Dornfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+Abrasive+Size+Distribution+in+Chemical+Mechanical+Planarization%3A+Modeling+and+Verification%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+T.+Semicond.+M%22%5BJournal%5D)">Effects of Abrasive Size Distribution in Chemical Mechanical Planarization: Modeling and Verification.</a> IEEE T. Semicond. M. 16 (3), 469-476 (2003).</li>
<li>Luo, J., Dornfeld, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Material+Removal+Mechanism+in+Chemical+Mechanical+Polishing%3A+Theory+and+Modeling%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+T.+Semiconduct.+M%22%5BJournal%5D)">Material Removal Mechanism in Chemical Mechanical Polishing: Theory and Modeling.</a> IEEE T. Semiconduct. M. 14, 112-133 (2001).</li>
<li>Bastaninejad, M., Ahmadi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modeling+the+Effects+of+Abrasive+Size+Distribution%2C+Adhesion%2C+and+Surface+Plastic+Deformation+on+Chemical+Mechanical+Polishing%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Electrochem.+Soc%22%5BJournal%5D)">Modeling the Effects of Abrasive Size Distribution, Adhesion, and Surface Plastic Deformation on Chemical Mechanical Polishing.</a> J. Electrochem. Soc. 152 (9), 720-730 (2005).</li>
<li>Sampurno, Y., Sudargho, F., Zhuang, Y., Ashizawa, T., Morishima, H., Philipossian, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Cerium+Oxide+Particles+Sizes+in+Oxide+Chemical+Mechanical+Planarization%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochem.+Solid+State%22%5BJournal%5D)">Effect of Cerium Oxide Particles Sizes in Oxide Chemical Mechanical Planarization.</a> Electrochem. Solid State. 12 (6), 191-194 (2009).</li>
<li>Suratwala, T., et al. Method and system for Convergent Polishing. US Provisional Patent Application. , 027512-006200US 61454893 (2011).</li>
<li>Suratwala, T., Feit, M., Steele, R. Apparatus and Method for Deterministic Control of Surface Figure During Full Aperture Polishing. US Patent Application. US. , 12/695,986 (2010).</li>
<li>Dylla-Spears, R., Feit, M., Miller, P., Steele, R., Suratwala, T., Wong, L. Method for preventing agglomeration of charged colloids without loss of surface activity. US Provisional Patent Application. , IL-12647 (2012).</li>
<li>Dylla-Spears, R., Wong, L., Miller, P., Feit, M., Steele, R., Suratwala, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Charged+Micelle+Halo+Mechanism+for+Agglomeration+Reduction+in+Metal+Oxide+Particle+Based+Polishing+Slurries%5BTitle%5D)+AND+%22Colloid+Surface+A%22%5BJournal%5D)">Charged Micelle Halo Mechanism for Agglomeration Reduction in Metal Oxide Particle Based Polishing Slurries.</a> Colloid Surface A. 447, 32-43 (2014).</li>
<li>Wong, L., Suratwala, T., Feit, M., Miller, P., Steele, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Effect+of+HF%2FNH4F+Etching+on+the+Morphology+of+Surface+Fractures+on+Fused+Silica%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Non-Crystal.+Solids%22%5BJournal%5D)">The Effect of HF/NH4F Etching on the Morphology of Surface Fractures on Fused Silica.</a> J. Non-Crystal. Solids. 355, 797(2009).</li>
<li>Feit, M., DesJardin, R., Steele, R., Suratwala, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Optimized+pitch+button+blocking+for+polishing+high-aspect-ratio+optics%5BTitle%5D)+AND+%22Appl.+Opt%22%5BJournal%5D)">Optimized pitch button blocking for polishing high-aspect-ratio optics.</a> Appl. Opt. 51 (35), 8350-8359 (2013).</li>
<li>Suratwala, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sub-surface+mechanical+damage+distributions+during+grinding+of+fused+silica%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Non-Crystal.+Solids%22%5BJournal%5D)">Sub-surface mechanical damage distributions during grinding of fused silica.</a> J. Non-Crystal. Solids. 352, 5601(2006).</li>
<li>Miller, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Distribution+of+Sub-surface+Damage+in+Fused+Silica%5BTitle%5D)+AND+%22SPIE%22%5BJournal%5D)">The Distribution of Sub-surface Damage in Fused Silica.</a> SPIE. 5991, (2005).</li>
<li>Suratwala, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Rogue+particles+on+the+sub-surface+damage+of+fused+silica+during+grinding%2Fpolishing%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Non-Crystal.+Solids%22%5BJournal%5D)">Effect of Rogue particles on the sub-surface damage of fused silica during grinding/polishing.</a> J. Non-Crystal. Solids. 354, 2003(2008).</li>
<li>Suratwala, T., Miller, P., Ehrmann, P., Steele, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polishing+slurry+induced+surface+haze+on+phosphate+laser+glasses%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Non-Crystal.+Solids%22%5BJournal%5D)">Polishing slurry induced surface haze on phosphate laser glasses.</a> J. Non-Crystal. Solids. 351, 2091-2101 (2004).</li>
</ol>

De auteurs hebben niets te onthullen.

Zoals besproken in de inleiding, succesvolle implementatie van convergente Polijsten met betrekking tot figuur de oppervlakte gaat het elimineren of minimaliseren van alle verschijnselen die ruimtelijke materiële niet-uniformiteit uitzondering van die van het werkstuk-lap mismatch beïnvloeden vanwege werkstuk vorm. Als een van deze verschijnselen is niet op de juiste wijze verzacht, hetzij door middel van process control of door middel van passende engineering van de polijstmachine, dan is de gewenste convergentie punt ...

De belangrijkste stappen in een typische optische fabricageproces onder vormgeven, slijpen, volle lensopening polijsten, en soms kleine tool polijsten 1-3. Met de toenemende vraag naar kwalitatief hoogwaardige optische componenten voor de beeldvorming en lasersystemen, zijn er aanzienlijke vooruitgang in optische fabricage in de afgelopen decennia. Bijvoorbeeld, precisie, deterministische materiaal verwijderen is nu mogelijk tijdens het vormen en slijpen processen met ontwikkelingen in Computer Numerical Controlled (CNC) glas vormgeven machines. Ook kleine tool polijsten technologieën (zoals computergestuurde optische verhardingen (CCO), ion uitzoeken, en magneto-rheologische afwerking (MRF)) hebben geleid tot een deterministische materiaal verwijderen en het oppervlak figuur controle, dus sterk invloed op de optische fabricage-industrie. Echter, de tussenstap van de afwerking, volle lensopening polijsten, ontbreekt nog steeds hoog determinisme, meestal vereisen geschoolde opticians voor het uitvoeren van meerdere, vaak lang, iteratieve cycli met meerdere wijzigingen proces te bereiken om de gewenste oppervlakte figuur 1-3. Het grote aantal polijsten methoden, procesvariabelen, en de complexe chemische en mechanische interacties tussen het werkstuk, rondetijd en drijfmest 3-4 hebben gemaakt het een uitdaging om optische polijsten transformeren van een &#39;kunst&#39; om een wetenschap. Deterministische volle lensopening polijsten bereiken, moet de afname goed worden begrepen. Historisch gezien is afname is beschreven door de veel gebruikte Preston vergelijking 5 <img alt="Vergelijking 1" fo:content-width="1in" fo:src="/files/ftp_upload/51965/51965eqn1.jpg" src="/files/ftp_upload/51965/51965eqn1.jpg" width="100px" /> (1) waar dh / dt is de gemiddelde dikte afneemvermogen, k p is de constante Preston, σ ode toegepaste druk, en V r de gemiddelde relatieve snelheid tussen het werkstuk en de schoot. Figuur 1 schematisch de fysieke concepten afname beïnvloeden zoals beschreven Preston vergelijking, inclusief ruimtelijke en temporele variaties in snelheid en druk verschillen tussen de toegepaste druk en de drukverdeling het werkstuk ervaringen en wrijvingseffecten 6-8. In het bijzonder wordt de werkelijke drukverdeling ervaren door het werkstuk onder een aantal verschijnselen die sterk beïnvloeden verkregen oppervlaktepatroon van het werkstuk (elders uitvoerig beschreven 08/06). Ook in de Preston vergelijking, de microscopische en moleculaire niveau effecten zijn grotendeels gevouwen in de macroscopische Preston (k p), die de totale afname, micro-ruwheid, en zelfs krassen op het werkstuk beïnvloedt. Diverse studies hebben Preston&#39;s model uitgebreid om rekening te houden<html> voor microscopisch drijfmest particle-pad-werkstuk interacties tot afname en microruwheid 9-16 verklaren. Om deterministische controle oppervlaktepatroon in volle opening polijsten bereiken, elk van de bovenbeschreven verschijnselen moet worden begrepen, gekwantificeerd en daarna gecontroleerd. De strategie achter Convergente Polijsten is te elimineren of te minimaliseren van de ongewenste oorzaken van niet-uniforme materiaal verwijdering, hetzij door middel van gemanipuleerde polijstmachine ontwerp of door controle van processen, zodanig dat verwijdering alleen wordt aangedreven door de werkstuk-lap mismatch te wijten aan het werkstuk vorm 7,17- 18. Figuur 2 illustreert hoe werkstuk vorm kan leiden tot convergentie op basis van het werkstuk-lap mismatch concept. Overweeg een platte lap en een hypothetische werkstuk van complexe vorm getoond in de linker bovenhoek. De interface hoogte mismatch (aangeduid als de spleet, Ah oL) beïnvloedt de interface drukverdeling (σ) als: content &quot;fo: keep-together.within-page =&quot; always &quot;&gt; <img alt="Vergelijking 2" fo:content-width="1in" fo:src="/files/ftp_upload/51965/51965eqn2.jpg" src="/files/ftp_upload/51965/51965eqn2.jpg" width="100px" /> (2) waarbij h een constante beschrijft de snelheid waarmee de druk afneemt met een toename spleet Ah oL 6. In dit voorbeeld is het werkstuk heeft de hoogste lokale druk in het midden (zie links onderaan figuur 2), en vandaar deze locatie zal de hoogste initiële afname in acht te nemen tijdens het polijsten. Zoals wordt verwijderd, wordt het drukverschil over het werkstuk afnemen door een afname van de werkstuk-lap mismatch en het werkstuk zal convergeren naar de vorm van de schoot. Bij convergentie, het werkstuk drukverdeling en bijgevolg materiaalverwijdering wordt uniform over het werkstuk (zie rechterzijde van figuur 2). Dit voorbeeld wordt geïllustreerd voor een platte lap, howeveh, hetzelfde concept geldt voor een bolvormige ronde (hetzij hol of bol). Nogmaals, deze convergentie proces werkt alleen als alle andere verschijnselen die ruimtelijke materiële niet-uniformiteit zijn geëlimineerd. De specifieke procedurele en technische beperkende factoren in de convergente Polijsten protocol geïmplementeerd worden beschreven in de discussie. De in de volgende studie beschreven protocol is de convergente Polijsten proces specifiek voor een 26,5 cm in het vierkant fused silica glas werkstuk vanuit een fijne ondergrond. In 8 uur van polijsten (4 uur / oppervlak), kan dit werkstuk een gepolijste vlakheid van ~ λ / 2 te bereiken met een zeer hoge kwaliteit van het oppervlak (dat wil zeggen, lage kras dichtheid).

<table><tbody><tr><td>MHN 50 mil Polyurethane Pad&nbsp;</td><td>Eminess Technologies</td><td>PF-MHN15A050L-56</td><td></td></tr><tr><td>Cerium oxide polijstslurry</td><td>Universal Photonics</td><td>HASTILITE PO</td><td></td></tr><tr><td>Septum Glas (waterstraal gesneden)</td><td>Borofloat ; Schott&nbsp;</td><td>NA</td><td></td></tr><tr><td>Diamant conditioner</td><td>Morgan Advanced Ceramics&nbsp;</td><td>CMP-25035-SFT</td><td></td></tr><tr><td>Ultrasoonreiniger</td><td>Advanced Sonics Processing System</td><td>URC4</td><td></td></tr><tr><td>Zuiverings Optima-filtercartridge</td><td>3M</td><td>CMP560P10FC</td><td></td></tr><tr><td>Blocking Pitch</td><td>Universal Photonics</td><td>BP1</td><td></td></tr><tr><td>Blocking Tape</td><td>3M</td><td>#4712</td><td></td></tr><tr><td>Cleanroomdoek</td><td>ITW Texwipe</td><td>AlphaWipe TX1013</td><td></td></tr><tr><td>Single Particle Optical Sensing</td><td>Paritcle Sizing Systems</td><td>Accusizer 780 AD</td><td></td></tr></tbody></table>

convergente polijsten: een eenvoudige, snelle, volledige aperture polijsten van hoogwaardige optische flats &amp; spheres

Convergent Polishing: A Simple, Rapid, Full Aperture Polishing Process of High Quality Optical Flats &amp; Spheres

Convergente Polijsten is een nieuw polijst systeem en werkwijze voor het afwerken vlakke en sferische glasoptiek waarin een werkstuk, onafhankelijk van de oorspronkelijke vorm (dwz oppervlaktepatroon) convergeren naar uiteindelijke oppervlaktevorm uitstekende oppervlaktekwaliteit onder vaste, onveranderlijke reeks polijsten parameters in één polijsten iteratie. In tegenstelling tot conventionele volle lensopening polijsten methoden vereisen meerdere, vaak lang, iteratieve cycli waarbij polijsten, metrologie en procesveranderingen de gewenste oppervlakte figuur te bereiken. Het Convergent Polijsten is gebaseerd op het concept van werkstuk-lap hoogte mismatch gevolg drukverschil die afneemt met verwijdering en resulteert in het werkstuk convergeert naar de vorm van de schoot. De succesvolle implementatie van de convergente Polijsten proces is een gevolg van de combinatie van een aantal technologieën om alle bronnen van niet-uniforme ruimtelijke materiaal verwijderen (verwijderen behalve voor werkstuk-lapmismatch) voor oppervlakte figuur convergentie en om het aantal malafide deeltjes te verminderen in het systeem voor lage kras dichtheden en lage ruwheid. De convergente Polijsten proces is aangetoond voor de fabricage van zowel flats en sferen van verschillende vormen, maten, en beeldverhoudingen op diverse glas materialen. De praktische gevolgen is dat hoogwaardige optische componenten sneller kunnen worden vervaardigd, meer herhaald, met minder metrologie, en met minder arbeid, wat resulteert in lagere kosten per eenheid. In deze studie wordt de convergente Polijsten protocol specifiek beschreven voor het vervaardigen van 26,5 cm in het vierkant kwartsglas flats van een fijn grondvlak om een ​​gepolijst ~ λ / 2 oppervlak figuur na het polijsten 4 uur per oppervlak op een 81 cm diameter polijstmachine.

De Convergent polijsten hierboven beschreven protocol kan een middel kwartsglas werkstuk (in dit geval 26,5 cm vierkant) te polijsten in een enkele iteratie van 4 uur per oppervlak, een piek-tot-dal vlakheid van ~ λ / 2 (~ 330 nm) voor een lage aspect ratio werkstukken en ~ 1λ (~ 633 nm) voor hoge aspect ratio werkstukken (zie figuur 3). Ook dit proces convergeert herhaaldelijk werkstukken dezelfde uiteindelijke oppervlaktevorm zonder wijzigingen polijsten parameters en is onafhankelijk van de initiële ...

Een nieuwe optische polijstproces, genaamd “Convergent Polishing”, dat sneller en goedkoper polijsten mogelijk maakt, wordt beschreven. In tegenstelling tot conventionele polijstprocessen, laat Convergent Polishing toe dat een glazen werkstuk in één enkele iteratie en met een hoge oppervlaktekwaliteit tot zijn uiteindelijke oppervlaktefiguur wordt gepolijst zonder dat er veranderingen in de polijstparameters nodig zijn.

Convergente Polijsten: Een eenvoudige, snelle, volledige Aperture polijsten van hoogwaardige optische Flats &amp; Spheres

Convergent Polishing is a novel polishing system and method for finishing flat and spherical glass optics in which a workpiece, independent of its initial ...

Het algemene doel van convergent polijsten is om een glazen werkstuk van een geslepen oppervlak naar zijn uiteindelijke gepolijste vorm te polijsten met uitstekende oppervlaktekwaliteit, ongeacht de oorspronkelijke vorm van het oppervlak, in slechts één iteratie. Dit wordt bereikt door de implementatie van een polijstmachine met behulp van technologieën om de complexiteiten die gepaard gaan met traditioneel polijsten te verminderen. Een belangrijke stap voor convergent polijsten is het voorbereiden van een specifiek septumgewicht voor het polijstwerk, dat compenseert voor het slijtage van de polijstpad en zorgt voor een meer uniforme temperatuur en slurrieverdeling.Vervolgens wordt het polijsten gedaan onder een vaste set parameters om convergentie naar de gewenste uiteindelijke oppervlaktefiguur te bereiken door middel van een natuurlijk drukrenormalisatieproces. De resultaten laten zien dat 265 millimeter vierkante geslepen glazen werkstukken herhaaldelijk een oppervlaktefiguur van 330 nanometer van piek tot vallei bereiken in één vier uur durende polijstiteratie. Het belangrijkste voordeel van conversiepolijsten boven bestaande methoden zoals conventioneel polijsten met volledige opening, is dat het werkstuk een uitstekende oppervlaktefiguur en kwaliteit bereikt onder een vaste set polijstparameters in één iteratie, wat leidt tot een snellere en goedkopere afwerkingsproces. In tegenstelling tot conventionele volledige opening polijstmethoden vereisen meerdere iteratieve cycli van polijsten, metrologie en proceswijzigingen door een bekwame opticien.Convergent polijsten wordt alleen mogelijk gemaakt door de reductie van de inherente complexiteit van conventioneel polijsten, zoals getoond in de illustratie in alle vakken van deze naar deze, door het gebruik van technologieën die de ruimtelijke inhomogeniteit van materiaalverwijdering van de verschillende mechanismen verwijderen. Bovendien worden rogue deeltjes voorkomen dat ze het polijstsysteem binnendringen en eventueel gecreëerde deeltjes tijdens het polijstproces worden actief verwijderd. Dit leidt tot weinig of geen krassen en oppervlakken met lage ruwheid.Dit protocol omvat het gebruik van de schaar convergerende polijstmachine om een vlak gepolijst oppervlak te bereiken met een piek-tot-vallei meting van 330 nanometer en een lage krasdichtheid. De polijstmachine heeft een granieten slijpbasis die bedekt is met een polijstpad van polyurethaan met een dikte van 50 mil. Een belangrijk kenmerk van de polijstmachine is het specifieke septumgewicht voor de klus, dat een andere vorm en gewicht heeft, afhankelijk van zowel de grootte van het werkstuk als de slijpbasis.Het werkstuk voor deze demonstratie is een 265 bij 265 bij acht kubieke millimeter gefusioneerd silica glazen vlak. Het polijstpad moet worden geconditioneerd voor het eerste gebruik en na ongeveer elke 100 uur polijsten. Om dit te doen, gebruikt u een 50 millimeter ronde diamant gefixeerde, abrasief chemische mechanisch polijst, of CMP conditioner vastgemaakt aan een gewicht.Het gewicht levert een druk van 0,6 pond per vierkante inch en past in de ringmontage van de polijstmachine. Start de stroom van gedeïoniseerd water en laat de slijpbasis draaien met 25 RPM. Na elke vijf minuten conditionering op één locatie, verplaatst u de conditioner radiaal met 25 millimeter.Na het conditioneren en verwijderen van de conditioneringsapparatuur, is het pad klaar om met een ultrasone reiniger te worden gereinigd. Laat de slijpbasis draaien met vijf RPM met gedeïoniseerd water dat stroomt. Breng de ultrasone reiniger gedurende twee minuten op elke radiale locatie aan om resterende slurrie en glasproducten te verwijderen.Na het schoonmaken van het pad, richt u de aandacht op het aangepaste septumgewicht. Voor het werkstuk worden het septumgewicht en een bijpassend stuk septummateriaal aan elkaar bevestigd. Om dit te doen, bevestigt u dubbelzijdig schuimtape op het oppervlak van het gewicht en trimt u eventueel overhangend schuimtape om de vorm van het materiaal en het gewicht te matchen.Wanneer het oppervlak bedekt is, lijnt u het gewicht en het septummateriaal uit en bevestigt u ze. Bereid vervolgens de polijstslurry van siriumdioxide en gedeïoniseerd water tot bome vier concentratie in een 11 liter emmer voor. Om de pH op 9,5 aan te passen, voegt u ongeveer vijf druppels 10 molair kaliumhydroxide toe.Voeg ook ongeveer 120 milliliter oppervlakte-actieve stof toe. Controleer de bome-concentratie met behulp van een bome-float met de gewenste slurry die in het filtratiesysteem is geïnstalleerd, controleer of het filtratiesysteem de gewenste CMP-deeltjesfilters heeft. Start vervolgens de circulatie van de slurry in het systeem en laat het enkele uren doorgaan wanneer de slurry al een tijdje is gecirculeerd. Verzamel een monster uit de slurrytank voor analyse.Maak een meting van de deeltjesgrootteverdeling, bijvoorbeeld met dit enkele deeltje optische sensorinstrument, de verdeling moet laten zien dat het uiteinde van de verdeling vrij is van grotere deeltjes. Hier zijn de groene gegevenspunten representatief voor de slurry die voor dit protocol wordt gebruikt. De voorbereiding van het werkstuk begint met etsen met een hoeveelheid gebufferd oxide, genoeg om het stuk te bedekken, dompel het werkstuk in de ets en houd het daar zes uur om 10 micrometer van het oppervlak te verwijderen.Na het herstellen van het werkstuk van de randtank, spoelt u het krachtig af met gedeïoniseerd water. Laat het stuk verticaal luchtdrogen als het stuk doorgaat. Inspectie, ga door naar het klaarmaken voor blokkeren door een oven voor te verwarmen tot 70 graden Celsius.Ondertussen, in een lijmpistool, verwarm blokkeringspitch tot 95 graden Celsius per toepassing op de blokkeerplaat van de polijstmachine. Wanneer u klaar bent, volg een vooraf gepland patroon om druppels blokkeringspitch op het gezicht te plaatsen. Voor deze demonstratie moeten de druppels een negen bij negen array vormen met een afstand van 26 millimeter.Met de druppels gemaakt en naar boven gericht,

convergent-polishing-simple-rapid-full-aperture-polishing-process

Research

JoVE Journal

Engineering

Techniek

Wij beschrijven het gebruik van een kooldioxide laser reflow techniek silica trilholten, zoals vrijstaande microsferen en on-chip microtoroids fabriceren. De reflow-methode verwijdert oneffenheden, waardoor lange levensduur foton in beide apparaten. De resulterende apparaten hebben een zeer hoge kwaliteit factoren, waardoor toepassingen, variërend van telecommunicatie tot biodetection.

Fabricage van Silica Ultra High Quality Factor microresonators

De aangepaste technieken ontwikkeld in ons laboratorium om microgolf fotonica systemen te bouwen op basis van ultra-hoge Q fluisteren gallery mode resonatoren worden gepresenteerd. De protocollen voor deze resonatoren te verkrijgen en te karakteriseren zijn gedetailleerd, en een uitleg van een aantal van hun toepassingen in de magnetron fotonica wordt gegeven.

Magnetron Fotonica Systemen op basis van Whispering-gallery-mode resonatoren

Er worden grote laser-interferometers gebouwd om een nieuw type sterrenkunde te creëren op basis van zwaartekrachtgolven. Hun gevoeligheden, net als voor veel andere hoogprecisie-experimenten, naderen fundamentele ruislimieten zoals de atoomtrillingen van hun componenten. We zijn pioniers in technologieën om deze limieten te overwinnen door gebruik te maken van nieuwe laserstraalvormen.

De Generatie van het Hoger-orde Laguerre-Gauss Optische Balken voor hoge-precisie interferometrie

De schaalbaarheid en resolutie van conventionele optische manipulatietechnieken worden beperkt door diffractie. We omzeilen de diffractielimiet en beschrijven een methode om nanodeeltjes optisch over een chip te transporteren met behulp van een gouden oppervlak voorzien van een pad van nauw geplaatste C-vormige plasmonische resonantors.

Fabricage en exploitatie van een Nano-Optical transportband

Beschrijven we de bouw van een snelle continuous-wave-gestimuleerd-Brillouin-verstrooiing (CW-SBS) spectrometer. De spectrometer heeft één-frequentie-diodelasers en een atomaire damp inkeping-filter te verwerven transmissie spectra van troebel/niet-troebel monsters met hoge spectrale resolutie bij snelheden tot 100-fold sneller dan die van bestaande CW-SBS spectrometers. Deze verbetering maakt een snelle Brillouin materiële analyse.<br...

High-Speed Continuous-wave gestimuleerd Brillouin verstrooiing Spectrometer voor materiaal analyse

Protocollen voor de synthese van microsferen uit polymeren, de manipulatie van microsferen en microfotoluminescentiemetingen worden voorgesteld.

Fabricage van Polymer Microsferen voor Optische Resonator en Laser Applicaties

Tumorsferoïden worden steeds vaker gebruikt om tumorcel-micro-omgevingsinteracties en therapierespons te beoordelen. Het huidige protocol beschrijft een robuuste maar eenvoudige methode voor semi-high-throughput beeldvorming van 3D-tumorsferoïden met behulp van snelle optische clearing.

Snelle optische clearing voor semi-high-throughput analyse van tumorsferoïden

Plasmapolijsten is een veelbelovende oppervlaktebewerkingstechnologie, vooral geschikt voor het 3D-printen van poreuze werkstukken van titaniumlegeringen. Het kan semi-gesmolten poeders en ablatieve oxidelagen verwijderen, waardoor de oppervlakteruwheid effectief wordt verminderd en de oppervlaktekwaliteit wordt verbeterd.

Plasmapolijsten als een nieuwe polijstoptie om de oppervlakteruwheid van poreuze titaniumlegering voor 3D-printen te verminderen

Dit artikel presenteert een protocol om de effecten te evalueren van verschillende productiemethoden (warmtegepolymeriseerde PMMA, CAD-CAM gefreesde PMMA en 3D-geprinte hars) en polijsttechnieken (600, 800 en 1000 korrel siliciumcarbide schuurpapier) op de oppervlakteruwheid (Ra) van harsbasismaterialen die worden gebruikt voor volledige prothesen.

Impact van fabricagetechnieken en polijstprocedures op de oppervlakteruwheid van kunstgebitsbasisharsen

Dit protocol beschrijft de fabricage van een implanteerbaar geïntegreerd beeldvormingsvenster met behulp van 3D-laserprinten. Het raam bestaat uit een systeem van microlenzen gekoppeld aan micro-scaffolds. De methode omvat twee-fotonpolymerisatie (2PP) van de biocompatibele fotoresist SZ2080 in een continue sequentie, waardoor de productie-efficiëntie en de afstemming tussen de verschillende componenten worden geoptimaliseerd.

Microfabricage van implanteerbare optica geïntegreerd in een microgestructureerd beeldvormingsvenster voor geavanceerde in vivo beeldvorming

Leer convergent polijsten voor hoogwaardige optische oppervlakken met een specifiek septumgewicht. Deze methode bereikt 330 nm piek-tot-dal in één vieruurs iteratie zonder parameterwijzigingen.

Convergente Polijsten: Een eenvoudige, snelle, volledige Aperture polijsten van hoogwaardige optische Flats & Spheres

Meer video's verkennen