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    重庆时时彩的注册网址: 大口径平面元件的保形酸洗装置及清洗方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201910000562

    申请日:

    20190102

    公开号:

    CN109592905A

    公开日:

    20190409

    当前法律状态:

    公开

    有效性:

    审中

    法律详情: 公开
    IPC分类号: C03C15/02 主分类号: C03C15/02
    申请人: 中国科学院上海光学精密机械研究所
    发明人: 程鑫;魏朝阳;邵建达;顾昊金;吴福林;沈良
    地址: 201800 上海市嘉定区清河路390号
    优先权:
    专利代理机构: 31317 代理人: 张宁展
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201910000562

    授权公告号:

    法律状态公告日:

    20190409

    法律状态类型:

    公开

    摘要

    一种大口径平面元件的保形酸洗装置及清洗方法,该清洗装置包括一个固定横梁、平衡杆、平衡块、工装夹具、水洗槽、第一酸洗槽、第二酸洗槽、第一循环泵、第二循环泵、纯水槽、第三循环泵和废水槽,本发明能够在保持大口径平面元件原有面形的前提下,实现高效的表面酸洗。

    权利要求书

    1.一种大口径平面元件的保形酸洗装置,其特征在于:包括一个固定横梁(1),该横梁(1)下挂设一个平衡杆(2),该平衡杆(2)的一端悬挂待清洗元件(13)及工装夹具(4),另一端载有一定数量平衡块(3),该平衡块(3)的总重量稍小于待清洗元件(13)及工装夹具(4)的总重量,在所述的待清洗元件(13)及工装夹具(4)的下方设第一酸洗槽(6)、第二酸洗槽(7)和水洗槽(5),第一酸洗槽(6)和第二酸洗槽(7)在底部连通,在所述的酸洗槽内装有氢氟酸和氟化铵混合水溶液,第一循环泵(8)的一端通过塑料管道接到第一酸洗槽(6),另一端通过塑料管道接到第二酸洗槽(7),两端接口均低于槽内液面;所述的水洗槽(5)外侧上端口通过管道依次连接第二循环泵(9)和纯水槽(10),下端口通过管道依次连接第三循环泵(11)和废水槽(12),在所述的水洗槽(5)中装有去离子水,所述的上下端口均低于所述的水洗槽(5)的液面。 2.根据权利要求1所述的大口径平面元件的酸洗装置,其特征在于:所述的第一酸洗槽(6),第二酸洗槽(7)和水洗槽(5)由聚四氟乙烯材料制成,所述的工装夹具(4)为包覆聚四氟乙烯的不锈钢材料制成。 3.利用权利要求1所述的大口径平面元件的保形酸洗装置对大口径平面元件的清洗方法,包括下列步骤: 1)配制所述的氢氟酸和氟化铵混合水溶液,其中,氢氟酸的重量百分比为1-2wt%,氟化铵的重量百分比为10-20wt%,将配好的氢氟酸和氟化铵混合水溶液加入第一酸洗槽、第二酸洗槽中,第一酸洗槽的液面高度完全没过待清洗的大口径平面元件;向水洗槽中注入去离子水,当待清洗的大口径平面元件放入水洗槽中时,水面的高度完全没过待清洗的大口径平面元件; 2)开启第一循环泵,使第一酸洗槽和第二酸洗槽中的酸液进行循环流动??舻诙繁煤偷谌繁?,实现去离子水的流动更新; 3)通过平衡杆,将待清洗的大口径平面元件放入所述的水洗槽中,在酸洗前对元件表面进行初步水洗5分钟; 4)然后通过平衡杆将待清洗的大口径平面元件放入第一酸洗槽中,酸洗1分45秒; 5)然后通过平衡杆将待清洗的大口径平面元件快速从第一酸洗槽转移至水洗槽中,时间控制在2秒以内; 6)在水洗槽中浸洗30分钟后,通过平衡杆将大口径平面元件从水洗槽中取出,将大口径平面元件自然晾干。

    说明书


    大口径平面元件的保形酸洗装置及清洗方法
    技术领域


    本发明涉及大口径平面元件,特别是一种大口径平面元件的保形酸洗装置及清洗
    方法。


    背景技术


    表面激光损伤降低了高能激光系统中光学元件的使用寿命,工作于三倍频激光辐
    照下的熔石英器件的抗激光损伤能力更限制着系统的最大输出通量。损伤起源于亚表面缺
    陷的亚帯隙光学吸收,其中吸收性缺陷,即抛光层(也称作Beilby层)中的化学杂质,如Ce、
    La、Al、Cu、Fe等,表现出很强的亚帯隙吸收特性,是主要的损伤诱导源。


    随着现代科学技术的快速发展,对应用于各种光学系统中的光学元件提出了越来
    越高的要求。对于大尺寸光学元件(长约810mm,宽约430mm,厚约90mm),传统的加工方法,如
    塑性研磨、化学抛光、浮法抛光等,抛光效率较低,或者抛光不易控制,各自存在一定的缺
    陷。对于米量级光学元件,主要通过环形抛光技术,而环形抛光技术在加工中会存在像散,
    加工精度不高。磁流变抛光的引入很好的解决了以上问题。磁流变抛光,是利用磁流变抛光
    液在磁场中的流变性对工件进行局部修形和抛光的技术。磁流变液由载液(如水,硅油等)、
    羰基铁粉、表面活性剂、抛光颗粒和具有其他功能的添加剂组成。磁流变液由抛光盘循环带
    入工件与抛光盘之间形成的微小间距的抛光区中,在该区域里,磁流变液在高梯度磁场的
    作用下,发生流变效应而变硬、黏度增大,其中的磁性颗粒沿着磁场强度的方向排列成链,
    形成具有一定形状的凸起缎带,而其中的抛光粉颗粒不具有磁性,因此会被挤压而浮向磁
    场强度弱的上方,这样上面浮着一层抛光颗粒的凸起缎带就构成了一个“柔性抛光?!?,当
    该柔性抛光模在运动盘的带动下流经工件与运动盘形成的小间隙时,会对工件表面产生很
    大的剪切力,对工件表面材料实现去除。在整个加工过程中,磁流变液由循环系统控制,存
    储在铝制综合容器罐中,由输出泵送到输出管路,再由喷嘴喷到抛光盘上,离开加工区域后
    的磁流变液由回收泵通过回收管路,回收到综合容器罐中。


    虽然磁流变抛光在稳定性及确定性方面具有明显的优势,但在抛光过程中,铁粉
    会嵌入平面元件表面约45nm,形成诱导损伤源,严重影响元件的抗损伤阈值。酸洗能够有效
    提升熔石英的抗损伤特性,HF与NH
    4F混合水溶液中的氟离子(F
    -)和二氟离子(HF
    2-)腐蚀熔
    石英表面,生成稳定的氟硅酸根离子

    通过元件表面
    的均匀刻蚀,抛光层中的铁粉随抛光层被去除。蚀刻掉表面60nm的材料,可去除抛光层中嵌
    在亚表面裂纹中的铁粉,消除麻点损伤,并在一定程度上提高损伤阈值。目前尚没有针对如
    此大尺寸元件,在不破坏原有面形的前提下,进行简易、有效和快速酸洗的相关报道。


    发明内容


    本发明的目的是提供一种大口径平面元件的保形酸洗装置及清洗方法,该酸洗装
    置能对大口径平面元件进行定量酸洗且不改变元件原有的面形,具有易操作和快速高效的
    特点。


    本发明的技术解决方案如下:


    一种大口径平面元件的保形酸洗装置,其特点在于:包括一个固定横梁,该横梁下
    挂设一个平衡杆,该平衡杆的一端悬挂待清洗元件及工装夹具,另一端载有一定数量平衡
    块,该平衡块的总重量稍小于待清洗元件及工装夹具,在所述的待清洗元件及工装夹具的
    下方设第一酸洗槽,第二酸洗槽和水洗槽,第一酸洗槽和第二酸洗槽在底部连通,在所述的
    酸洗槽内装有氢氟酸和氟化铵混合水溶液,第一循环泵的一端通过塑料管道接到第一酸洗
    槽,另一端通过塑料管道接到第二酸洗槽,两端接口均低于槽内液面;所述的水洗槽外侧上
    端口通过管道依次连接第二循环泵和纯水槽,下端口通过管道依次连接第三循环泵和废水
    槽,在所述的水洗槽中装有去离子水,所述的上下端口均低于所述的水洗槽的液面。


    所述的氢氟酸和氟化铵混合水溶液,其中氢氟酸的重量百分比为1-2wt%,氟化铵
    的重量百分比为10-20wt%。


    所述的第一酸洗槽、第二酸洗槽和水洗槽由聚四氟乙烯材料制成,所述的工装夹
    具为包覆聚四氟乙烯的不锈钢材料制成。


    利用大口径平面元件的保形酸洗装置对大口径平面元件的清洗方法,包括下列步
    骤:


    1)配制所述的氢氟酸和氟化铵混合水溶液,其中,氢氟酸的重量百分比为1-
    2wt%,氟化铵的重量百分比为10-20wt%,将配好的混合水溶液加入第一酸洗槽、第二酸洗
    槽中,第一酸洗槽的液面高度完全没过待清洗的大口径平面元件;向水洗槽中注入去离子
    水,当元件放入水洗槽中时,水面的高度完全没过待清洗的大口径平面元件;


    2)开启第一循环泵,使第一酸洗槽和第二酸洗槽中的酸液进行循环流动??舻?br>二循环泵和第三循环泵,实现去离子水的流动更新;


    3)通过平衡杆,将待清洗的大口径平面元件放入所述的水洗槽中,在酸洗前对元
    件表面进行初步水洗5分钟;


    4)然后通过平衡杆将待清洗的大口径平面元件放入第一酸洗槽中,酸洗1分45秒;


    5)然后通过平衡杆将待清洗的大口径平面元件快速从第一酸洗槽转移至水洗槽
    中,时间控制在2秒以内;


    6)在水洗槽中浸洗30分钟后,通过平衡杆将大口径平面元件从水洗槽中取出,将
    大口径平面元件自然晾干。


    本发明的技术效果如下:


    本发明针对口径大,重量重且具有高表面质量要求的大口径平面元件的酸洗工
    艺,具有操作方便,稳定高效的特点;通过平衡杆和工装夹具可以稳定的控制大尺寸玻璃元
    件在酸洗槽和水洗槽之间的快速转移,结合自主配置的酸液,克服了玻璃元件酸洗后表面
    面形变差的问题,可以在保证元件表面面形不变的前提下,对元件表面进行均匀刻蚀,实现
    抛光层的有效去除,提高元件的表面损伤阈值。


    附图说明


    图1是本发明大口径平面元件的保形酸洗装置示意图。


    图2是大口径平面元件及工装夹具示意图。


    具体实施方式


    下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明,但不应以此限制本发明的?;し?br>围。


    先请参阅图1和图2,图1是本发明大口径平面元件的保形酸洗装置示意图,图2是
    大口径平面元件及工装夹具示意图。由图可见,本发明大口径平面元件的保形酸洗装置,包
    括一个固定横梁1,该横梁1下挂设一个平衡杆2,该平衡杆2的一端悬挂待清洗元件13及工
    装夹具4,另一端载有一定数量的平衡块3,该平衡块3的总重量稍小于待清洗元件13及工装
    夹具4的总重量,在所述的待清洗元件13及工装夹具4的下方设第一酸洗槽6、第二酸洗槽7
    和水洗槽5,第一酸洗槽6和第二酸洗槽7在底部连通,在所述的酸洗槽内装有氢氟酸和氟化
    铵混合水溶液,第一循环泵8的一端通过塑料管道接到第一酸洗槽6,另一端通过塑料管道
    接到第二酸洗槽7,两端接口均低于槽内液面;所述的水洗槽5外侧的上端口通过管道依次
    连接第二循环泵9和纯水槽10,下端口通过管道依次连接第三循环泵11和废水槽12,在所述
    的水洗槽5中装有去离子水,上下端口均低于水洗槽5的液面。


    所述的氢氟酸和氟化铵混合水溶液,其中,氢氟酸的重量百分比为1-2%,氟化铵
    的重量百分比为10-20%。


    第一酸洗槽6、第二酸洗槽7和水洗槽5由聚四氟乙烯材料制成,所述的工装夹具4
    为包覆聚四氟乙烯的不锈钢材料制成。


    实施例1


    针对规格为810mm×430mm×90mm的平面熔石英元件,初始面形为0.3λ(λ=
    632.8nm),要求均匀刻蚀60nm去除抛光层,且不破坏原来的面形。


    利用大口径平面元件的保形酸洗装置对大口径平面元件的清洗方法,包括下列步
    骤:


    1)配制所述的氢氟酸和氟化铵混合水溶液,其中,氢氟酸的重量百分比为1.1%,
    氟化铵的重量百分比为14.8%,将配好的氢氟酸和氟化铵混合水溶液加入第一酸洗槽6、第
    二酸洗槽7中,第一酸洗槽6的液面高度应能保障完全没过大口径平面元件;向水洗槽5中注
    入去离子水,当大口径平面元件放入水洗槽5中时,水面的高度应能保障完全没过大口径平
    面元件;


    2)开启第一循环泵,使第一酸洗槽6和第二酸洗槽7中的酸液进行循环流动???br>第二循环泵9和第三循环泵11,实现去离子水的流动更新;


    3)通过平衡杆2,将大口径平面元件放入水洗槽5中,在酸洗前对元件表面进行初
    步水洗5分钟;


    4)然后通过平衡杆2将大口径平面元件放入第一酸洗槽6中,酸洗1分45秒;


    5)然后通过平衡杆2将大口径平面元件快速从第一酸洗槽6转移至水洗槽5中,时
    间控制在2秒以内;


    6)在水洗槽5中浸洗30分钟后,通过平衡杆2将大口径平面元件从水洗槽5中取出,
    然后将大口径平面元件自然晾干。


    多次实验表明,规格为810mm×430mm×90mm的平面熔石英元件,均匀刻蚀60nm后,
    实现了抛光层的有效去除,元件损伤阈值明显提高,且保持表面面形不变,仍为0.3λ(λ=
    632.8nm)。


    实验表明,本发明能对大口径平面元件进行定量酸洗且不改变元件原有的面形,
    具有易操作和快速高效的特点。


    关 键 词:
    口径 平面 元件 酸洗 装置 清洗 方法
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