光學(xué)元件表面的激光清洗技術(shù)研究.pdf

1、激光清洗技術(shù)是利用激光處理待清洗物體，在激光脈沖作用下使污染物從物體表面脫離。由于激光清洗可通過(guò)調(diào)整激光波長(zhǎng)、脈寬、作用時(shí)間和作用方式等來(lái)適應(yīng)不同污染物和不同基底的清洗要求，因此廣泛適用于各種清洗對(duì)象，并常用于一些特殊功能的清洗，解決常規(guī)清洗所不能解決的問(wèn)題。此外，與其它清洗技術(shù)相比，激光清洗具有無(wú)污染、效率高、低成本等優(yōu)點(diǎn)，因而研究和應(yīng)用更加廣泛。
　　本文針對(duì)目前常規(guī)清洗無(wú)法完成的光柵清洗和光學(xué)元件在線(xiàn)清洗，開(kāi)展了基于激光清洗

2、和激光等離子體沖擊波清洗的理論與實(shí)驗(yàn)研究，為啁啾脈沖放大(CPA)系統(tǒng)中的光柵潔凈和高功率固體激光裝置中的光學(xué)元件在線(xiàn)潔凈提供了一條新的路徑，為激光清洗光學(xué)元件工藝做技術(shù)儲(chǔ)備。本文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:
　　(1)建立干式激光清洗顆粒污染物理論模型，計(jì)算準(zhǔn)分子(248nm)激光清洗硅片表面Al2O3顆粒過(guò)程中，基底位移、運(yùn)動(dòng)速度和加速度隨時(shí)間變化關(guān)系，并得到在準(zhǔn)分子激光的不同脈寬下，不同大小顆粒的激光清洗閾值及其引起的基底損傷

3、閾值。
　　(2)建立激光等離子體沖擊波清除顆粒污染物理論模型，模擬了激光產(chǎn)生的等離子體沖擊波清洗K9玻璃和鍍金K9玻璃表面的SiO2顆粒過(guò)程，獲得各參數(shù)（激光參數(shù)、顆粒位置等）對(duì)清洗效果的影響曲線(xiàn)。
　　(3)建立激光清洗油脂污染物理論模型，計(jì)算CO2激光清洗金膜表面的二甲基硅油污染物過(guò)程中，油膜溫度隨激光功率和輻照時(shí)間變化的曲線(xiàn)。
　　(4)進(jìn)行1064 nm激光等離子體沖擊波法清除K9玻璃和鍍金K9玻璃表面的Si

4、O2顆粒污染物實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明K9玻璃表面顆粒移除率可達(dá)到95％，鍍金K9玻璃表面顆粒移除率可達(dá)90％，該清洗方法效果良好。得到清洗K9玻璃和鍍金K9玻璃的工藝參數(shù)，如顆粒位置、激光作用距離、激光能量與移除率的規(guī)律曲線(xiàn)等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算數(shù)值基本吻合且規(guī)律一致，驗(yàn)證了計(jì)算模型。
　　(5)進(jìn)行CO2激光清洗鍍金K9玻璃表面的二甲基硅油清洗實(shí)驗(yàn)，獲得了激光功率、照射時(shí)間、重復(fù)頻率與清洗效果的規(guī)律。結(jié)果表明在不損傷金膜的前提下，激