Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Convergent Polering: en enkel, snabb, Full Aperture poleringsprocessen av högkvalitativ optisk Flats & Spheres

Published: December 1, 2014 doi: 10.3791/51965

Abstract

Convergent Polering är en ny polerings system och förfarande för efterbehandling plana och sfäriska glasoptik i vilken ett arbetsstycke, oberoende av dess ursprungliga form (dvs ytans form), kommer att konvergera till slutlig ytans form med utmärkt ytkvalitet enligt en fast, oföränderlig uppsättning polering parametrar i en enda polering iteration. Däremot konventionella poleringsmetoder fulla bländare kräver flera, ofta långa, iterativa cykler som involverar polering, metrologi och processförändringar för att uppnå den önskade ytan figuren. Den Convergent Polering processen bygger på begreppet arbetsstycket-varv höjd mismatch som resulterar i tryckskillnad som minskar med avlägsnande och resultat i arbetsstycket konvergerar till formen på varvet. Ett framgångsrikt genomförande av Convergent Polering processen är ett resultat av en kombination av flera tekniker för att ta bort alla källor till oenhetlig rumslig avverkning (utom för arbetsstycke-varvmismatch) för ytans form av konvergens och minska antalet oseriösa partiklar i systemet för låga scratch täthet och låg grovhet. Den Convergent Polering Processen har visats för tillverkning av både lägenheter och sfärer av olika former, storlekar och bildformat på olika glasmaterial. Den praktiska effekten är att optiska komponenter av hög kvalitet kan tillverkas snabbare, mer flera gånger, med mindre metrologi, och med mindre arbete, vilket resulterar i lägre enhetskostnader. I denna studie är det konvergenta Polering protokoll specifikt beskrivits för framställning av 26,5 cm i fyrkant kvarts lägenheter från en fin markytan till en polerad ~ λ / 2 ytans form efter polering 4 tim per yta på ett poler diameter 81 cm.

Introduction

De viktigaste stegen i en typisk optisk tillverkningsprocess inkluderar formning, slipning, full bländar polering, och ibland litet verktyg polering 1-3. Med ökande efterfrågan på optiska komponenter av hög kvalitet för bild- och lasersystem, har det skett en betydande framsteg inom optisk tillverkning under de senaste årtiondena. Till exempel, precision, är deterministisk avverkning nu möjligt under formning och slipprocesser med framsteg inom Computer Numerical Controlled (CNC) glasformningsmaskiner. Likaså liten verktygspolerteknik (t.ex. datorstyrd optisk ytbeläggning (CCOS), jon räkna, och magneto reologiska efterbehandling (MRF)) har lett till deterministiska avverkning och ytans form kontroll, vilket starkt påverkar den optiska tillverkningsindustrin. Men den mellansteg i den avslutande processen, full bländar polering, saknar fortfarande hög determinism, vanligtvis kräver skickliga opticians för att utföra flera, ofta långa, iterativa cykler med flera processförändringar för att uppnå den önskade ytan figur 1-3.

Det stora antalet poleringsmetoder, processvariabler, och den komplexa kemiska och mekaniska interaktioner mellan arbetsstycket, knä och slam 3-4 har gjort det svårt att omvandla optisk polering från en "konst" till en vetenskap. För att uppnå deterministisk fulla bländar polering måste avverkning vara väl förstått. Historiskt har avverkning beskrivits av den flitigt Preston ekvation 5

Ekvation 1 (1)

där dh / dt är den genomsnittliga tjockleken avverkning, är k p Preston konstant, σ o sägadet pålagda trycket, och V r är den genomsnittliga relativa hastigheten mellan arbetsstycket och varvet. Figur 1 visar schematiskt de fysiska begrepp som påverkar avverkning som beskrivs i Preston ekvation, inklusive rumsliga och tidsmässiga variationer i hastighet och tryck, skillnader mellan applicerat tryck och tryckfördelningen att arbetsstycket upplevelser, och friktionseffekter 6-8. I synnerhet är den faktiska tryckfördelning som upplevs av arbetsstycket regleras av ett antal fenomen (som beskrivs i detalj på annan plats 6-8) som starkt påverkar resulterande ytans form av arbetsstycket. Även i Preston ekvation, de mikroskopiska och molekylär nivå effekter till stor del vikas till den makroskopiska Preston konstant (k p), vilket påverkar den totala avverkningskapacitet, mikro råhet, och till och med skrapa på arbetsstycket. Olika studier har expand Preston modell till svars för mikroskopisk slampartikel-pad-arbetsstycket interaktioner förklara avverkning och mikro-ytråhet 9-16.

För att uppnå deterministisk styrning av ytans form under full bländaröppning polering, var och en av de fenomen som beskrivs ovan måste förstås, kvantifieras och sedan kontrolleras. Strategin bakom Convergent Polering är att eliminera eller minimera de oönskade orsakerna olikformig avverkning, antingen genom konstruerad poler utformning eller genom processtyrning, så att avlägsnandet endast drivs av mismatch arbetsstycket-varvet på grund av arbetsstycket formen 7,17- 18. Figur 2 visar hur arbetsstycke form kan leda till konvergens baserad på arbetsstycket-varvet mismatch koncept. Betrakta en plan knä och en hypotetisk arbetsstycke av komplex form som visas överst till vänster. Gränssnittet höjd mismatch (kallad gapet, Ah ol) påverkar fördelningen gränssnittstrycket (σ) som:

innehåll "fo: keep-together.within-page =" always "> Ekvation 2 (2)

där h är en konstant som beskriver den hastighet med vilken trycket avtar med en ökning av gapet Ah oL 6. I detta exempel har arbetsstycket högsta lokala trycket i centrum (se längst ner till vänster i figur 2), och därmed denna plats kommer att följa den högsta start avverkning vid polering. Som material avlägsnas, kommer tryckskillnaden över arbetsstycket minska på grund av en minskning i obalans arbetsstycket-varv, och arbetsstycket kommer att konvergera till formen på varvet. Vid konvergens, arbetsstycket tryckfördelning och därmed avverkning, kommer att vara enhetliga i hela arbetsstycket (se högra sidan av figur 2). Detta exempel illustreras för en platt varv, however, samma koncept gäller för en sfärisk varv (antingen konkav eller konvex). Återigen, bara detta konvergensprocess fungerar om alla andra fenomen som påverkar rumslig material olikformighet har eliminerats. De särskilda förfarande och ingenjörs mitigations förs i Convergent Polering protokollet beskrivs i diskussion.

Det protokoll som beskrivits i följande studie är de konvergerande poleringsprocessen specifikt för en 26,5 cm kvadrat sintrat kiselglasarbetsstycket med början från en fin markytan. I åtta timmars polering (4 timmar / yta), kan detta stycket uppnå en polerad planhet ~ λ / 2 med ytkvalitet mycket hög (dvs låg scratch täthet).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Beredning av poler och Slurry

Först förbereda Convergent Polering System (specifikt kallas C onvergent, jag nitial Surface Oberoende, S Ingle Iteration, R ogue Partikelfritt Poler eller CISR (uttalas "sax")) 7,17 genom att installera kudden & septum, konditionering kudden, späda & kemiskt stabilisera uppslamningen, och införliva uppslamningen inom filtreringssystem.

  1. På CISR poler, följa en polyuretan pad på granit knä basen. Följ dyna en kant först och anbringa tryck i riktning mot den motstående kanten för att minimera luftspalter. Trimma hängande dynan och sedan använda ett rakblad och rullen att punktera och avlägsna luftbubblor om så är nödvändigt.
  2. För första gången används och efter varje ~ 100 hr av polering, diamant skick dynan med hjälp av en CMP diamant balsam (50 mm diameter, 0,6 psi applicerat tryck, 5 min uppehållstid vid varje radiell varv läge med steg 25 mm avstånd, lap rotation 25 rpm) med rinnande DI-vatten.
  3. Mellan poler iterationer, avlägsna eventuella kvarvarande slurry och glasprodukter från dynan med hjälp av en in-situ ultraljud renare (~ 2 min uppehållstid vid varje radiell plats, lap rotation 5 rpm) med rinnande DI-vatten.
  4. På den unikt formade septum vikt, hålla sig dubbelhäftande skumtejp och sedan septum material (t.ex. färdigskurna glas eller annat icke starkt material). Trimma någon överhängande skumtejp för att matcha formen på skiljeväggsmaterialet och vikt. Notera septum designen (både form och vikt) förändras för olika storlekar av arbetsstycket och varv 7,17.
  5. Förbered polering flytgödsel till Baume 4 koncentration (specifikt Blanda i volym ~ 1 del ceriumoxid poleringsslurryn och ~ 9 delar avjoniserat (DI) vatten i en 11 L BUcket). Kolla Baume använder en Baume float. Lägg ~ 5 ml KOH (10 M) för att justera pH till 9,5 och lägga ~ 120 ml (1 vol%) av egen tensid 19. Justera pH och Baume varje 24 h av polering.
  6. Installera hink med förberedda slammet i filtreringssystem. Installera sedan önskat CMP partikelfilter i filtreringssystem. Låt uppslamning cirkulation inom filtreringssystem i flera timmar.
  7. Mät partikelstorleksfördelning av slam (t.ex. med hjälp av enstaka partikel optiska analys) för att säkerställa den bakre änden av fördelningen är adekvat oseriösa partikelfri 9,20.

2. Beredning av arbetsstycke (Etsning och Blockering)

Innan polering, kemiskt etsa som mottagna fina markstycket att minska mängden avverkning som behövs för att ta bort under ytslipning skada 21. Därefter blockerar stycket (om sidförhållandet (dvs är längd / tjocklek)> 10) med hjälp av en ny knapp tonhöjd blockering (PBB) teknik för att förhindra att arbetsstycket från böjning under blockering och polering 22.

  1. Etsa den fina jordstycket (specifikt en 265 x 265 x 8 mm 3 sintrat kiselglas platt) i en tank fylld med HF: NH4F (6: 1 buffrad oxidetsning (BOE) 3x utspädd med DI-vatten) under 6 h avlägsnande 10 | im av glas från ytan av arbetsstycket. OBSERVERA! BOE är extremt farligt; bära lämplig personlig skyddsutrustning (PPE). Ta bort arbetsstycket från Etch tanken och aggressivt skölj arbetsstycket med avjoniserat vatten och låt stycket till lufttorka vertikalt.
  2. Inspektera arbetsstycket för djup skada under slipningen använder ett starkt ljus inspektion i ett mörkt rum. Om inga djupa skador finns, gå vidare till nästa steg, annars skickar stycket tillbaka för omslipning.
  3. Värm upp blockerande tonhöjd i en limpistol att ~ 95 ºC och placera droppar (även kallade knappar) av beck (~ 0,06 g) på framsidan avblockera plattan i en 9 x 9 array (81 knappar med 26 mm mellanrum). För olika storlek arbetsstycken, se utforma regler för den ideala antal, storlek och avstånd av knappen tonhöjd 22. Placera blockeringsplattan med de tillämpade knapparna sidan uppåt i en förvärmd ugn vid 70 ºC.
  4. Applicera tejp i ansiktet av arbetsstycket som är att inte poleras. Undvik att generera luftbubblor eller alltför stretching bandet.
  5. Placera arbetsstycket med tejp sidan nedåt på knapparna på blockeringsplattan i ugnen. Täck stycket-knappen-blocket att minimera konvektiv flöde. Efter 1,5 timmar, ställ ugnen svalna 10 ºC / h till rumstemperatur. Efter kylning, bör stigningen tjockleken på den blockerade arbetsstycket vara ~ 1 mm.

3. Convergent Polering

  1. Slå på fuktsystem miljökammare av CISR poler att förhindra slam från uttorkning under polering och minimera oseriösa partiklar repa arbetsstycket.
  2. Inslång och montera särskilt utformad och förberedd septum i poler. Installera PBB arbetsstycke i CISR poler och lägre bommen för att hålla arbetsstycket.
  3. Polska arbetsstycke på CISR under 4 h vid en matchad knä och arbetsstyckets rotationshastighet av 25 varv per minut med en radiell slaglängd på ~ 75 mm och med en uppslamning flöde från filtreringssystem av en gal / min.
    OBS: Blockeringsplattan tjänar också som lastvikten på arbetsstycket som motsvarar 0,6 psi applicerat tryck.
  4. Stäng av knät och arbetsstyckets rotation och slamflödet. Ta PBB arbetsstycket från CISR poler och Doppa det i DI-vatten fyllda badkar. Torka arbetsstyckets yta med renrums trasa medan nedsänkt. Ta PBB arbetsstycket från badet och spray skölj med avjoniserat vatten.
  5. Avblockande arbetsstycke genom att sätta in ett mellanlägg på arbetsstycke-blocket gränssnitt. Ta bort tejpen från arbetsstyckets yta. Aggressivt skölj arbetsstycke med avjoniserat vatten och lufttorka.
  6. PBB den motsatta ytan på arbetsstycket enligt beskrivningen i kapitel 2. Upprepa sedan poupprättandet förfarande som beskrivs i avsnitt 3.

4. Metrology och inspektion

  1. Mät reflekterade vågfront (dvs ytans form) på båda sidor av arbetsstycket samt överförd vågfront använder en interferometer.
  2. Montera arbetsstycket på starkt ljus besiktningsstället och mäta scratch / gräva fastigheter med optisk tillverkningsmetoder standardmetoder. En kort BOE etsning av arbetsstycket, enligt beskrivningen i steg 2.1, kan användas för att exponera dolda repor för arbetsstycken som används i hög inflytande lasertillämpningar. För mätning av fina repor eller råhet på arbetsstycket, kan vanlig optisk mikroskopi eller vitt ljus interferometri användas.
  3. Butiks avslutade arbetsstycke i en behållare minimering kontakt med ytan på arbetsstycket.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

De konvergerande Polering protokoll som beskrivits ovan tillåter en mark smält kvarts arbetsstycke (i detta fall en 26,5 cm kvadrat) som skall poleras, i en enda iteration av 4 h per yta, till en topp-till-dal-planhet ~ λ / 2 (~ 330 nm) för låga bildformat arbetsstycken och ~ 1λ (~ 633 nm) för högt sidoförhållande arbetsstycken (se figur 3). Återigen, denna process konvergerar upprepade arbetsstycken till samma slut ytans form utan att kräva ändringar i poler parametrar och är oberoende av den ursprungliga ytan figuren. Dessutom är en hög arbetsstycke genomsnittlig avverkning av ~ 4 um / h konsekvent uppnås med de villkor som beskrivs ovan, vilket möjliggör en snabb konvergens och tillräckligt avverkning för att säkerställa avlägsnande av alla under ytskador från markytan. En typisk, fin markarbetsstyckets yta (t.ex. behandlas med 9 um aluminium löst slip) har en under yta mekaniska skador djup ~ 10 nm innan bulk etsningoch ~ 4 um efter etsning; alltså minst denna mängd material måste avlägsnas från varje sido plats på arbetsstyckets yta 23,24. Andra exempel på ytans form konvergens med hjälp av Convergent Polering processen på olika runda och fyrkantiga arbetsstycken med olika start yta siffror (både konkava och konvexa) visas i Figur 4.

Effekten av kemisk stabilisering av poleringsslurryn 19,20, kombinerat med att använda en konstruerad partikelfiltreringssystem och en hermetiskt tillsluten miljö med hög fuktighet under polering, på svansen slutet av partikelstorleksfördelningen visas i figur 5a. Lägg märke till den betydande minskning av de större partiklarna (kallad rogue partiklar) i uppslamningen. De oseriösa partiklarna är kända för att påverka både benägenhet repor på arbetsstycket och orsaka en ökning av den totala ytråhet 9,25. Motsvarande reduct jon i fina repor på arbetsstycket visas i figur 5b.

Figur 1
Figur 1:.. Schematisk illustration av Preston ekvation (. Ekvation 1) som beskriver de fenomen som effekt rumsliga och tids avverkning vid polering 8 Klicka här för att se en större version av bilden.

Figur 2
Figur 2: Illustration av arbetsstyckets form (överst) och distribution gränssnittstryck (botten) med polertiden (t) under Convergent Polering..es.jpg "target =" _ blank "> Klicka här för att se en större version av bilden.

Figur 3
Figur 3:. Typiska inledande och avslutande yta siffror (full skala -4 till 2 ^ m) efter Convergent Polering av 265 mm kvadrat kvarts arbetsstycket lägenheter Klicka här för att se en större version av bilden.

Figur 4
Figur 4:. Exempel på ytans form utvecklingen av olika storlek och ursprungliga form arbetsstycken efter Convergent polering 7 Vänligenklicka här för att se en större version av bilden.

Figur 5
Figur 5, (a) Partikelstorleksfördelning förbättring ceriumoxid poleringsslurryn (Hastilite PO) och (b) arbetsstycket scratch distributions förbättring (mätt efter Convergent Polering och HF etsning använder scanning optisk mikroskopi) som ett resultat av kemisk stabilisering och konstruerad filtrering 19 , 20. Klicka här för att se en större version av bilden.

Figur 6
Figur 6: Surface siffra (som descrIBED av topp-till-dal ytans höjd) konvergens poängvärde och repeterbarhet av arbetsstycket för olika polerexperiment konfigurationer under utvecklingen av Convergent Polering. För varje experiment serie, storleken (genomsnitt) och repeterbarhet (standardavvikelse och min / max ) noteras. Obs PV q är topp-till-dal ytans höjd rapporteras som den maximala höjdskillnaden på den uppmätta ytan efter 1% lägsta och högsta datapunkter har diskonterats för att minimera känsligheten pga avvikande datapunkter. Klicka här för att se en större version av figuren.

Figur 7
Figur 7: ytans form (såsom beskrivs av topp-till-dal yta höjd) för workpiece kontra polertider endast använder arbetsstycke eller septum bara konfigurationer. Detta illustrerar hur konvergenspunkten kan skräddarsys genom förändring av poler konfigurationer. Klicka här för att se en större version av bilden.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Som diskuterades i inledn framgångsrikt genomförande av Convergent Polering på yt- siffran innebär att eliminera eller minimera alla de fenomen som påverkar rumsliga material olikformighet utom arbetsstycke-lap mismatch på grund av arbetsstycket form. Om någon av dessa fenomen inte är korrekt mildras, antingen genom processtyrning eller genom lämplig konstruktion av poler, då kan inte uppnås eller upprätthållas den önskade konvergenspunkten; därmed i huvudsak varje begränsning blir kritisk. För att illustrera detta, figur 6 visar storleken och repeterbarhet av konvergenspunkten ytans form på arbetsstycket (representerad som topp-till-dal ytans höjd) som en funktion av olika polerexperiment serie genomförts under utvecklingen av Convergent Polering. Med varje experiment serie har en ny begränsning genomförts. Den sista försöket serier (Serie M), numera representativt of den konvergerande Poler protokoll och system visar en låg och repeterbar konvergenspunkt.

Som ett resultat, är det konvergerande Polering protokoll och systemet en kombination av ett antal utvecklade tekniker som möjliggör konvergens i ytans form, stor avverkning och ytkvalitet hög (låg skraptäthet, låg ytråhet) genom minimering av oseriösa partiklar. Nyckeln möjliggörande teknik är: en roman formad skiljevägg som är ett glas eller icke starkt material som lastat på dynan som kompenserar för olikformig pad slitage, förbättrar temperaturjämnhet, förbättrar distributionen slam, och minskar viskoelastiska pad kanteffekter 6,7 , 17; bulketsning vilket gör att mer snabbt avlägsnande av skador under ytan och minskar mängden material som skall avlägsnas från arbetsstycket under polering samt avlägsnar slip påfrestning som kan orsaka arbetsstycket att böja förändra konvergenspunkten 7,21, 23-24 Pitch Knapp Blockering (PBB), som gör det möjligt att blockera ett högt sidförhållande stycket hindrar det från att böja under blockering och polering med låg risk för att repa motsatta styckets yta 22, radial stroke vilket resulterar i förbättrad avverkning rumslig tid genomsnitt under polering , förhindrar högfrekventa vågor som kan uppstå på en arbetsstyckets yta 8, balanserad 3-kropp slitage av arbetsstycket, septum och varv som ger en önskad, stabil form varv och därmed en stabilare konvergent punkten för arbetsstycket, hermetiskt tillslutna hög luftfuktighet polering kammare som förhindrar inmatning av oseriösa partiklar externa och förhindrar bildandet av torkade slam agglomerat som är vanliga källor till arbetsstycket repor; minskar också risken för pad torkning och deformeras höft formen 17,18,25; konstruerad filtreringssystem som förbättrar och bibehåller en önskad slampartikelstorlek distributiontion förbättra ytjämnhet och minska sannolikheten för scratch bildning; Detta innehåller funktioner för fluorerade rörledningar, minimerade döda zoner, och kontrollerade flödeshastigheter förhindrar slamsedimente, agglomerering och förorening 17, stabiliserings kemiska flytgödsel vilket minskar antalet och storleken av agglomerat i slammet utan att offra avverkning använder tensider som följer en roman "Charged Micelle Halo" kemisk mekanism 19,20; och in situ ultraljuds pad behandling som möjliggör borttagning slurry och glas produkt inlåning från knä yta som hjälper till att upprätthålla höga materialavverkning och minimerar mellannivå rumslig skallängd stycket form nedbrytning på grund av förmånliga material deposition 8.

Dessutom tar Convergent Polering fördel av kända tekniker inom den optiska tillverkning samfundet att eliminera icke enhetlig rumslig avverknings. Dessainkluderar: konstant tidsmedelvärdes hastigheten med hjälp matchas rotation (styckets rotationshastighet = Lap rotationshastighet) 3; kant driven arbetsstycket för att förhindra ögonblick kraft stycket bock 6; tillämpas enhetligt lastning; belastning och hastighet anpassas för att fungera i kontakt läge 6; stel varv bas för att förhindra böjning under belastning; noggrann pad val att ge snabb konvergens och goda transport slam; lämplig Baume och pH underhåll av poleringsslurryn; och nedsänkta vattenrengöringsprocesser för arbetsstycket för att förhindra slam färgning 2,26.

Flera strategier kan användas för att flytta konvergenspunkten, som ibland kan behöva stämmas beror på variabiliteten i tjocklekslikformig eller planhet as-köpt pad. Polering med arbetsstycket endast driver arbetsstycket konvergenspunkten konvex, medan polering med septum bara driver arbetsstycket konvergenspunkten konkav. Dessutom tryckförhållandet mellan arbetsstycket ennd septum kan justeras, och dynan kan skräddarsys formas med hjälp av diamantkonditione. Figur 7 illustrerar effekten av enbart arbetsstycke eller septum bara polering modifiera konvergenspunkten. När konvergenspunkten är etablerad vid det önskade värdet, då det kan upprätthållas under långa polertider (många hundra timmar) med Convergent Polering processen.

Konvergent polering har följande fördelar: poler parametrarna är fasta och förblir desamma under och mellan poler körningar oavsett den initiala ytans form av arbetsstycket; polering kan åstadkommas i en enda iteration från en markyta, kräver mindre polering tid och mindre metrologi; och polering utförs i en skälm partikelfri miljö som leder till ringa eller ingen skrapning på arbetsstycket. Ytterst dessa fördelar leder till möjligheten att göra high end optiska komponenter snabbare och billigare.

Potentialtillämpningar av Convergent Polering inkluderar tillverkning av optik som används i hög effekt eller hög energi laser eller optiska system, liksom den allmänna tillverkningen av optiska lägenheter och sfärer. De konvergerande Polering processen har demonstrerats på smält kiseldioxid, borsilikatglas, och fosfatglasarbetsstycken. Det har också visats på runda och fyrkantiga arbetsstycken över ett storleksintervall av 50-265 mm och på lägenheter och sfärer.

Förfarandet detalj i denna studie är specifikt för en avslutande platta, fyrkantiga kvartsglas arbetsstycket 26.5 cm i storlek. För andra storleks optik, sfärer eller andra glasmaterial, kan utrustningen behöva modifieras (t.ex. storleken / formen på varvet, form av septum, och slam används). Den övergripande processen och systemet för Convergent Polering täcks av olika patent eller patentansökningar 17-19.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
MHN 50 mil Polyurethane Pad  Eminess Technologies PF-MHN15A050L-56
Cerium oxide polishing slurry Universal Photonics HASTILITE PO
Septum Glass (waterjet cut) Borofloat ; Schott  NA
Diamond conditioner Morgan Advanced Ceramics  CMP-25035-SFT
Ultrasonic Cleaner Advanced Sonics Processing System URC4
Purification Optima Filter cartridge 3M CMP560P10FC
Blocking Pitch Universal Photonics BP1
Blocking Tape 3M #4712
Cleanroom Cloth ITW Texwipe AlphaWipe TX1013
Single Particle Optical Sensing Paritcle Sizing Systems Accusizer 780 AD

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Thompson, B., Malacara, D. Ch 28. Handbook of optical engineering. Optical fabrication. , CRC Press. (2001).
  2. Karow, H. Fabrication Methods for Precision Optics. , Wiley. (1993).
  3. 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).
  4. Cook, L. Chemical processes in glass polishing. J. Non-Crystal. Solids. 120, 152-171 (1990).
  5. Preston, F. The Structure of Abraded Glass Surfaces. Trans. Opt. Soc. 23 (3), 141-14 (1922).
  6. Suratwala, T., Feit, M., Steele, R. Toward Deterministic Material Removal and Surface Figure During Fused Silica Pad Polishing. J. Am. Ceram. Soc. 93 (5), 1326-1340 (2010).
  7. Suratwala, T., Steele, R., Feit, M., Desjardin, R., Mason, D. Convergent Pad Polishing of amorphous fused silica. International Journal of Applied Glass Science. 3 (1), 14-28 (2012).
  8. Suratwala, T., Feit, M., Steele, R., Wong, L. Influence of Temperature and Material Deposit on Material Removal Uniformity during Optical Pad Polishing. J. Am. Ceram. Soc. , (2014).
  9. Suratwala, T. Microscopic removal function and the relationship between slurry particle size distribution and workpiece roughness during pad polishing. J. Am. Ceram. Soc. 91 (1), 81-91 (2014).
  10. Terrell, E., Higgs, C. Hydrodynamics of Slurry Flow in Chemical Mechanical Polishing. J. Electrochem. Soc. 153 (6), 15-22 (2006).
  11. Runnels, S., Eyman, L. Tribology Analysis of Chemical MechanicalPolishing. J. Electrochem. Soc. 141 (6), 1698-1701 (1994).
  12. Park, S., Cho, C., Ahn, Y. Hydrodynamic Analysis of Chemical Mechanical Polishing Process. J. Tribology Int. 33, 723-730 (2000).
  13. Luo, J., Dornfeld, D. Effects of Abrasive Size Distribution in Chemical Mechanical Planarization: Modeling and Verification. IEEE T. Semicond. M. 16 (3), 469-476 (2003).
  14. Luo, J., Dornfeld, D. Material Removal Mechanism in Chemical Mechanical Polishing: Theory and Modeling. IEEE T. Semiconduct. M. 14, 112-133 (2001).
  15. Bastaninejad, M., Ahmadi, G. Modeling the Effects of Abrasive Size Distribution, Adhesion, and Surface Plastic Deformation on Chemical Mechanical Polishing. J. Electrochem. Soc. 152 (9), 720-730 (2005).
  16. Sampurno, Y., Sudargho, F., Zhuang, Y., Ashizawa, T., Morishima, H., Philipossian, A. Effect of Cerium Oxide Particles Sizes in Oxide Chemical Mechanical Planarization. Electrochem. Solid State. 12 (6), 191-194 (2009).
  17. Suratwala, T., et al. Method and system for Convergent Polishing. US Provisional Patent Application. , 027512-006200US 61454893 (2011).
  18. 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).
  19. 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).
  20. Dylla-Spears, R., Wong, L., Miller, P., Feit, M., Steele, R., Suratwala, T. Charged Micelle Halo Mechanism for Agglomeration Reduction in Metal Oxide Particle Based Polishing Slurries. Colloid Surface A. 447, 32-43 (2014).
  21. Wong, L., Suratwala, T., Feit, M., Miller, P., Steele, R. The Effect of HF/NH4F Etching on the Morphology of Surface Fractures on Fused Silica. J. Non-Crystal. Solids. 355, 797 (2009).
  22. Feit, M., DesJardin, R., Steele, R., Suratwala, T. Optimized pitch button blocking for polishing high-aspect-ratio optics. Appl. Opt. 51 (35), 8350-8359 (2013).
  23. Suratwala, T., et al. Sub-surface mechanical damage distributions during grinding of fused silica. J. Non-Crystal. Solids. 352, 5601 (2006).
  24. Miller, P., et al. The Distribution of Sub-surface Damage in Fused Silica. SPIE. 5991, (2005).
  25. Suratwala, T., et al. Effect of Rogue particles on the sub-surface damage of fused silica during grinding/polishing. J. Non-Crystal. Solids. 354, 2003 (2008).
  26. Suratwala, T., Miller, P., Ehrmann, P., Steele, R. Polishing slurry induced surface haze on phosphate laser glasses. J. Non-Crystal. Solids. 351, 2091-2101 (2004).

Tags

Fysik optisk tillverkning pad polering kvartsglas optiska lägenheter optiska sfärer ceriumoxid slurry tonhöjd knapp blockering HF etsning repor
Convergent Polering: en enkel, snabb, Full Aperture poleringsprocessen av högkvalitativ optisk Flats & Spheres
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Suratwala, T., Steele, R., Feit, M., More

Suratwala, T., Steele, R., Feit, M., Dylla-Spears, R., Desjardin, R., Mason, D., Wong, L., Geraghty, P., Miller, P., Shen, N. Convergent Polishing: A Simple, Rapid, Full Aperture Polishing Process of High Quality Optical Flats & Spheres. J. Vis. Exp. (94), e51965, doi:10.3791/51965 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter