[发明专利]用于消除光学晶体超精密加工亚表面损伤检测样品安装误差的方法

说明书

用于消除光学晶体超精密加工亚表面损伤检测样品安装误差的方法，本发明涉及用于消除光学晶体亚表面损伤检测样品安装误差的方法。本发明为了解决光学晶体超精密加工亚表面损伤无损检测中存在样品安装误差问题。本发明包括：一：安装被检测光学晶体；二：调整X射线源初始位置；三：使X射线与被检测光学晶体表面之间形成实际入射角ω′并固定；四：进行检测；五：得到不同实际入射角ω′条件下X射线与检测表面和亚表面晶体结构发生衍射的特征谱线信息；六：计算样品安装角度误差δ；七：根据得到的δ修正实际入射角ω′，消除光学晶体超精密加工亚表面损伤检测过程中由于样品安装造成的误差。本发明用于光学晶体表面损伤检测领域。

技术领域

本发明涉及用于消除光学晶体亚表面损伤检测样品安装误差的方法。

背景技术

光学晶体具有倍频效应、光电效应、压电效应、易于实现相位匹配、透光波段较宽或光学均匀性优良等特点，在信息通讯、航空航天和武器装备等尖端科学技术领域发挥着十分重要的作用。超精密加工过程导致的亚表面损伤会严重地影响光学晶体器件的使用性能和使用寿命。对光学晶体超精密加工中形成的亚表面损伤进行无损检测与评价是目前光学器件超精密加工领域的难点与热点。为了对光学晶体表面/亚表面损伤进行无损检测，人们提出了一种利用共面掠入射X衍射来实现对不同亚表面损伤形式(如位错、高压相变、晶格扭转与压缩/拉伸变形、非晶等)进行全面检测和评价的方法，该方法利用共面掠入射X射线衍射技术X射线穿透深度可控的特点实现对不同深度光学晶体亚表层晶体结构的全面检测，较好地解决了光学器件超精密加工亚表面损伤的无损检测难题，但是该方法在检测过程中光学晶体样品的安装误差会对检测结果分析带来较为严重的影响，如何消除该种影响是目前该领域所面临的主要难题。

发明内容

本发明的目的是为了解决光学晶体超精密加工亚表面损伤无损检测中存在样品安装误差问题，而提出用于消除光学晶体超精密加工亚表面损伤检测样品安装误差的方法。

用于消除光学晶体超精密加工亚表面损伤检测样品安装误差的方法包括以下步骤：

步骤一：安装被检测光学晶体，被检测表面朝上；

步骤二：调整X射线源初始位置，使X射线源产生的X射线初始位置与被检测光学晶体表面平行，并使X射线探测器复位到初始位置；

步骤三：调整X射线源位置，使X射线源产生的X射线与被检测光学晶体表面之间形成实际入射角ω′并固定；

步骤四：进行检测；启动X射线探测器沿圆周移动，探测X射线与被检测表面和亚表面晶体结构发生衍射时的角度位置和衍射X射线的强度，记录并存储，得到实际入射角ω′时X射线与被检测表面和亚表面晶体结构的衍射谱信息，并记录衍射峰的位置坐标2θ；

步骤五：重复步骤三和步骤四得到不同实际入射角ω′条件下X射线与检测表面和亚表面晶体结构发生衍射的衍射谱信息，在不同实际入射角ω′条件下衍射峰位置发生变化的晶面为晶面间距发生变化的晶面，对晶面间距发生变化的晶面对应衍射峰的位置坐标2θ与对应实际入射角度ω′进行线性拟合；

在含有样品安装角度误差δ时满足线性关系：

2θ＝2·ω′+2α＝2·ω+2(α+δ) (1)

其中实际入射角ω′为入射X射线与被检测表面之间的夹角，ω为理想入射角，α为与X射线发生衍射的晶面与被检测表面平行晶面之间的夹角，θ为衍射X射线与晶面的夹角；

步骤六：理想入射角ω与晶面间距发生变化的晶面对应衍射峰的位置坐标2θ，在不含样品安装角度误差δ时满足线性关系：

2θ＝2·ω+2α (2)

其中理想入射角ω为入射X射线与水平面之间的夹角；

在以ω为横坐标，2θ为纵坐标的坐标系上，公式(1)和公式(2)的截距差为2δ，即求得δ；