더 빠르고 저렴한 연마를 가능하게 하는 "Convergent Polishing"이라는 새로운 광학 연마 공정에 대해 설명합니다. 기존의 연마 공정과 달리 Convergent Polishing을 사용하면 연마 매개변수를 변경할 필요 없이 유리 공작물을 한 번의 반복으로 연마하고 최종 표면 수치까지 높은 표면 품질로 연마할
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이 논문에서
요약
초록
집중적 인 연마는 초기 형태의 독립적 인 워크, (즉, 표면 그림), 고정, 변하지 않는 조건에서 우수한 표면 품질과 최종 표면의 그림을 수렴 할에 평면과 구면 유리 광학 마무리를위한 새로운 연마 시스템 및 방법입니다 하나의 연마 반복에서 매개 변수를 연마. 대조적으로, 종래의 전체 개구 연마 방법은 원하는 표면도를 달성하는 연마, 계측 및 공정 변화를 포함하는 다수의, 종종 긴 반복주기를 요구한다. 수렴 폴리싱 처리는 무릎의 형태로 수렴 공작물의 제거 및 감소의 결과로 압력 차가 발생 공작물 랩 높이 불일치의 개념에 기초한다. 수렴 폴리싱 공정의 성공적인 구현은 공작물 무릎 제외 불균일 공간 재료 제거 (모두를 제거하기위한 다양한 기술의 조합의 결과이다표면도 컨버전스 불일치) 및 낮은 스크래치 밀도 및 낮은 거칠기 시스템에서 악성 입자의 수를 감소시킨다. 수렴 폴리싱 처리는 각종 유리 재료에 모두 아파트와 다양한 형상, 크기의 분야, 및 종횡비의 제조를 위해 설명되었다. 실질적인 영향은 고품질 광학 부품은 낮은 단가의 결과, 이하와 메트 롤로 지, 덜 노동, 더 반복하여,보다 신속하게 제조 될 수 있다는 것이다. 본 연구에서는 융합 연마 프로토콜은 특히 사각 81cm 직경 폴리 셔에 표면 당 4 시간을 연마 한 후 폴리싱 ~ λ / 2면 그림을 잘 접지면에서 실리카 아파트를 융합 26.5 cm 제조 기술되어있다.
서론
일반적인 광 제조 공정의 주요 단계는 성형, 연마, 전체 조리개 연마, 1-3을 연마 때로는 작은 도구를 포함한다. 이미징 및 레이저 시스템을위한 고품질의 광학 부품에 대한 수요 증가, 지난 몇 년 동안 광학 제조에 상당한 발전이 있었다. 예를 들어, 정밀를 들어, 결정 물질 제거 (CNC) 유리 형성 기계 제어 컴퓨터 수치의 발전과 형성 및 연마 과정에서 지금 가능하다. 마찬가지로, 작은 도구 연마 기술 (예를 들어, 컴퓨터 제어 광학 표면 처리 (CCOS), 이온 파악하고, 자기 유동 학적 마무리 (MRF))은 이렇게 강하게 광 제조 산업에 영향을 미치는 결정적 물질 제거 및 표면 그림 컨트롤을 주도했다. 그러나, 마무리 공정을, 전체 개구 연마의 중간 단계는 아직 통상의 숙련을 필요 opticia, 높은 결정 성 결여NS는, 복수를 수행하는 종종 여러 프로세스 변경 긴, 반복주기를 원하는 표면 그림 1-3을 달성하기 위해.
연마 방법, 공정 변수와 복잡한 화학 및 소재, 무릎 및 슬러리 3-4 사이의 기계적 상호 작용의 많은 수는 도전적인 과학 '예술'에서 광학 연마를 변환하기 위해 만들었습니다. 결정적 전체 조리개 연마를 달성하기 위하여, 연마 율은 잘 이해....
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프로토콜
폴리 셔 및 슬러리 1. 준비
먼저 집중적 인 연마 시스템 준비 (나는 독립 표면 nitial, 특히 C의 onvergent라고 불리는, S 화롯불 반복, R의 ogue 입자 - 무료 폴리 셔 또는 CISR (발음 '가위')) 패드 및 격막 조절 패드를 설치하여 7,17, 희석 및 화학적 슬러리를 안정화하고, 여과 시스템 내의 슬러리를 통합.
- CISR 폴리 셔에, 화강암 무릎베이스 상에 폴리 우레탄 패드를 준수합니다. 하나의 가장자리를 제 1 패드 부착되어 에어 갭을 최소화하는 대향 에지를 향해 방향으로 압력을 적용한다. 돌출 된 패드를 잘라서 천공하고 필요하다면 기포를 제거하는 면도날과 롤러를 사용한다.
- 처음 사용하기 위해 모든 ~ 100 시간 후CMP 다이아몬드 컨디셔너를 사용하여 패드, 다이아몬드 연마 조건의 R (50mm 직경은 0.6 psi의 압력을 적용, 5 분 체류를 25mm 간격 단위로 각 반경 무릎 위치에서, 무릎 회전 25 RPM) 흐르는 DI 물.
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결과
집중적 인 연마 프로토콜 상술의 산곡 평탄성, 표면 당 4 시간의 단일 반복에서, 연마 (이 경우 26.5 cm 정사각형)을 접지 용융 실리카 공작물을 허용 ~ λ / 2 (~ 낮은 종횡비의 공작물과 높은 종횡비 가공품 1λ ~ (~ 633 ㎚) 330 ㎚) ()도 3 참조. 다시 한번,이 프로세스는 반복적으로 연마 매개 변수를 변경하지 않고 동일한 최종 표면 도표에 공작물을 집광하고, 초기 표면도 무관하다. 또한, ~ 4㎛였다 / hr의 높은 공작물 평균 제거율 일관 지표면에서 모든 서브 - 표면 손상의 제거를 보장하기 위해 빠른 수렴 충분한 물질 제거를 가능하게 상기 조건을 사용하여 달성된다. 전형적인 미세 접지 공작물 표면 (예를 들어, 9 ㎛의 알루미나 연마재가 처리) 전의 벌크 에칭 ~ 10 ㎛의 서브 표면 기계적 손상의 깊이및 에칭 후 ~ 4 μm의; 따라서, 적어도이 물질의 양은 공작물 표면 (23, 24)의 각 측면의 위치에서 제거 될 필요가있다........
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토론
서론에서 언급 한 바와 같이 제거하거나 인해 워크 형상에 공작물 무릎 불일치의 것을 제외하고 공간 자료 비 균일 영향을 미치는 모든 현상을 최소화 포함, 융합의 성공적인 구현은 그림 표면에 대해 연마. 이러한 현상 중 어느 하나를 적절하게, 어느 공정 제어를 통하여 또는 광택제, 다음 원하는 수렴 점 달성 또는 유지 될 수없는 적절한 공학을 통해 완화되지 않는 경우; 따라서 기본적으로 모든 완화가 중요하게된다. 이를 설명하기 위해,도 6은 집중적 인 연마 개발 과정 동안 실시한 각종 연마 실험 시리즈의 함수로서 (산곡 표면 높이로 표현) 공작물에 수렴 점 표면도의 크기 및 반복성을 나타낸다. 각 실험 시리즈를 새로운 완화 구현되었습니다. 마지막 실험 시리즈 (시리즈 M), 지금 대표 오F 프로토콜과 시스템을 연마 수렴이 낮고 반복 수렴 점을 보여줍니다.
그 결과, 융합 연마 프로토콜 및 시스템은 표면도, 높은 소재 제거율 및 악성 입자의 최소화를.......
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공개 사항
저자는 공개할 것이 없습니다.
감사의 글
이 작업은 LDRD 프로그램 내에서 계약 DE-AC52-07NA27344에 따라 Lawrence Livermore National Laboratory에 의해 미국 에너지부의 후원하에 수행되었습니다.
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재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| MHN 50 mil 폴리우레탄 패드 | Eminess Technologies | PF-MHN15A050L-56 | |
| 세륨 산화물 연마 슬러리 | Universal Photonics | HASTILITE PO | |
| Septum Glass (워터젯 컷) | Borofloat ; 쇼트 | ||
| 다이아몬드 컨디셔너 | Morgan Advanced Ceramics | CMP-25035-SFT | |
| 초음파 세척기 | 고급 음향 처리 시스템 | URC4 | |
| 정화 옵티마 필터 카트리지 | 3M | CMP560P10FC | |
| 차단 피치 | 범용 포토닉스 | BP1 | |
| 차단 테이프 | 3M | #4712 | |
| 클린룸 천 | ITW Texwipe | AlphaWipe TX1013 | |
| 단일 입자 광학 감지 | Paritcle Sizing Systems | Accusizer 780 AD |
참고문헌
- Thompson, B., Malacara, D. Ch 28. Handbook of optical engineering. Optical fabrication. , CRC Press. (2001).
- Karow, H. Fabrication Methods for Precision Optics. , Wiley. (1993).
- 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).
- Co....
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재인쇄 및 허가
