光学制造中的材料科学与技术
本书为引进译著。作者全面梳理并总结了其团队在光学制造方面的研究结果。全书包括两大部分:第Ⅰ部分基本相互作用——材料科学,从摩擦学、流体动力学、固体力学、断裂力学、电化学等光学制造的基础理论出发,系统分析了从宏观到微观的材料去除过程,定量描述了光学制造中不同工艺参数与光学元件性能之间的关系。第Ⅱ部分应用——材料技术,详细叙述了工程应用的光学制造,汇总了现代光学制造中缺陷的检测和评价方法,剖析了多方面工艺优化的可行性,说明了各类新的抛光技术;针对高能激光系统要求的高损伤阈值光学元件,书末还给出了高能激光元件制作的关键工艺实例。 {s{+MbD 本书既是光学制造理论的梳理,也是现代光学制造技术与应用的汇总,涵盖了从光学制造工艺到光学元件性能评价等多方面的Z新理论与实践,是一部兼具理论、方法和实际应用价值的教科书和参考书。 e/x6{~ju^N
[attachment=125215] na@Go@q
^].U?t.n) 目录 u/V&1In 致谢 *y', eB 第Ⅰ部分基本相互作用——材料科学 IY|`$sHb 第1章绪论 ;]k\F 1.1光学制造工艺/2 _jH./ @G 1.2光学制造工艺的主要特点/5 *JAC+<~d 1.3材料去除机制/8 ]|u7P{Z"R 参考文献/10 &?5me:aU 第2章面形 #Z,@yJ2wl 2.1普雷斯顿方程/12 ^$]iUb{\ 2.2普雷斯顿系数/13 'F3@Xh 2.3界面摩擦力/16 sRZ?Ilua6 2.4运动和相对速度/18
WJ,? 5# 2.5压力分布/22 = ?BhtW 2.5.1施加的压力分布/22 v`S ;.iD 2.5.2弹性抛光盘响应/23 *P|~vCnr 2.5.3流体动力/24 Zu4au< 2.5.4力矩/26 @$nh6l>i 2.5.5黏弹性和黏塑性抛光盘特性/29 ;@
G ^eQ 2.5.6工件抛光盘失配/33 lMcO2006L 2.6确定性面形/54 <$ qT(3w<y 参考文献/57 N`4XlD 第3章表面质量 TpI8mDO\W 3.1亚表面机械损伤/63 O8Z+g{ 3.1.1压痕断裂力学/63 f:6F5G 3.1.2研磨过程中的亚表面机械损伤/76 -2'+GO7G 3.1.3抛光过程中的SSD/91 F6}YM| 3.1.4蚀刻对SSD的影响/99 ,5j3(Lk 3.1.5最小化SSD的策略/107 (" +clb` 3.2碎屑、颗粒和残留物/108 K_k'#j~*? 3.2.1颗粒/108 F'CJN$6Mw/ 3.2.2残留物/110 hj{)6dBX% 3.2.3清洁策略和方法/112 }^VikT]>1 3.3拜尔培层/114 gk;hpO 3.3.1通过两步扩散的钾渗透/116 ,v`03?8l( 3.3.2化学反应性引起的铈渗透/118 `TH\0/eE 3.3.3拜尔培层和抛光工艺的化学结构机械模型/122 X&i;WI 参考文献/124 PF#<CF$ = 第4章表面粗糙度 w`fbUh6/ 4.1单颗粒去除功能/130 d[ _@l 4.2拜尔培层特性/137 :*^aSPlV 4.3浆料粒度分布/138 Jfo'iNOu 4.4抛光盘机械性能和形貌/141 X|D-[|P 4.5浆料界面相互作用/144 ;-BN~1Jg 4.5.1浆料岛和 H@9QEj!Y 粗糙度/144 Bsha)< 4.5.2浆料中颗粒的胶体稳定性/148 KP
6vb@(6 4.5.3抛光界面处的玻璃抛光生成物堆积/150 Vbe@S?u- 4.5.4抛光界面处的三种力/152 dp&G([ 4.6浆料再沉积/154 F1BXu@~e( 4.7预测粗糙度/157 Z>3m-:-e 4.7.1集成赫兹多间隙(EHMG)模型/157 Y[_|sIy* 4.7.2岛分布间隙(IDG)模型/164 ,In%r`{i 4.8降低粗糙度的策略/167 jatlv/, 4.8.1策略1: 减少或缩小每粒子负载的分布/167 Vw.)T/B_D 4.8.2策略2: 修改给定浆料的去除函数/168 ZJm$7T)V 参考文献/170 1Kr$JIcd 第5章材料去除率 =qpGAv_# 5.1磨削材料去除率/173 (h=]Ox 5.2抛光材料去除率/178 <Q"G
aqZ 5.2.1与宏观普雷斯顿方程的偏差/178 2.=u ' 5.2.2宏观材料去除的微观/分子描述/179 Zu~w:uNmU 5.2.3影响单颗粒去除函数的因素/185 H=w):kL| 参考文献/195 7U?#Xi5 第Ⅱ部分应用——材料技术 cP\z*\dS )=`DEbT 第6章提高产量: 划痕鉴定和断口分析 X6_
RlV]Sk ww[||
= 6.1断口分析101/200 <mj/P|P@ ~j(vGO3JB 6.2划痕辨识/204 LI&E.(: ^fH)E"qq5 6.2.1划痕宽度/205 W7gY$\1<& /xcXd+k] 6.2.2划痕长度/206 ,zr,>^v ZJc{P5a1J 6.2.3划痕类型/207 #:P$a%V 5j$&Zgx51 6.2.4划痕密度/208 5k9
vYW5k >d &0a: 6.2.5划痕方向和滑动压痕曲率/208 mEu2@3^E } >;R`Q9s7 6.2.6划痕模式和曲率/208 <2L,+ fR~0Fy Gp 6.2.7工件上的位置/209 ^suQ7#g 43-Bx`6\ 6.2.8划痕辨识示例/209 JM?__b7g2 GQk/ G0*& 6.3缓慢裂纹扩展和寿命预测/210 ARt{ 2| 1]5k lJ 6.4断裂案例研究/213 f~PS'I_r NZ&ZK@h}. 6.4.1温度诱发断裂/213 8y WT")tjVKA 6.4.2带摩擦的钝性载荷/221 2+DK:T[ >)='.aR< 6.4.3玻璃与金属接触和边缘剥落/223 m.
p'LF CTKw2`5u 6.4.4胶合导致碎片断裂/225 0Zp5y@V8 /;/:>c 6.4.5压差引起的工件失效/226 .-![ ra y N9~/g 6.4.6化学相互作用和表面裂纹/229
(n~fe-?}8 qV idtSb 参考文献/233 /W-ges rQGInzYp 第7章新工艺及表征技术 M!mw6';k r&B0-7r 7.1工艺技术/236 4c{j9mh BqHqS +boL?Ix+ 7.1.1刚性与柔性固定块/236
f+!J1 X>Q4 4FV! 7.1.2浅层蚀刻和深蚀刻/240 iAk.pH]a l0URJRK{* 7.1.3使用隔膜或修整器进行抛光垫磨损管理/241 rc<Ix J$5G8<d> 7.1.4密封、高湿度抛光腔室/244 OIpT9 7.1.5工程过滤系统/244 3**t'iWQ 7.1.6浆液化学稳定性/246 y!}XlllV 7.1.7浆料寿命和浆料回收/250 dlCiqY:} 7.1.8超声波抛光垫清洗/250 RSbq<f>BFo 7.2工件表征技术/252 >B~?
}@^Gk 7.2.1使用纳米划痕技术表征单颗粒去除函数/252 )g^qgxnnV 7.2.2使用锥形楔片测量亚表面损伤/253 9QB,%K_:4 7.2.3使用特怀曼效应进行应力测量/255 F=w:!tqA 7.2.4使用SIMS对拜尔培层进行表征/255 42tZBz& 7.2.5使用压痕和退火进行表面致密化分析/256 ^'M^0'_"v 7.2.6使用静态压痕法测量裂纹发生和扩展常数/258 O CIoY?a 7.3抛光或研磨系统表征技术/258 =[!(s/+>L 7.3.1使用SPOS分析的浆料PSD末端结构/258 u/S>*E 7.3.2使用共焦显微镜测量抛光垫形貌/259 U{Oo@ztT 7.3.3使用zeta电位测量浆料稳定性/259 /5"T46jD 7.3.4红外成像测量抛光过程中的温度分布/261 ma@V>*u 7.3.5使用非旋转工件抛光表征浆料空间分布和黏弹性研磨盘响应/261 &Wb"/Hn2 7.3.6使用不同盘面槽结构分析浆料反应性与距离/262 }2e s" 参考文献/263 iymN|KdpaZ 第8章新型抛光方法 Gos#=H 8.1磁流变抛光/265 %xG<hNw/ 8.2浮法抛光/271 yvzH}$!] 8.3离子束成形/273 <fDT/ 8.4收敛抛光/275 dR< d7 8.5滚磨抛光/279 EirZ}fDJzB 8.6其他子孔径抛光方法/285 hgW1g# 参考文献/288 [xrsa!$ 第9章抗激光损伤光学元件 &g5PPQ18 9.1激光损伤前体/296 "M-';; 9.2减少激光光学元件中的SSD/300 Dt(D5A 9.3高级缓解过程/301 Ug546Bz 参考文献/306 +^esL9RG:
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