[发明专利]易潮解晶体表面相位结构的磁流变制备方法

说明书

本发明公开了一种易潮解晶体表面相位结构的磁流变制备方法，该方法包括以下步骤：(1)配置非水基磁流变液，确定非水基磁流变抛光装置工艺参数，运行抛光装置；(2)待加工的易潮解晶体透射波前误差修整；(3)利用非水基磁流变工艺刻蚀表面相位结构；(4)将加工面形与预设面形进行面形匹配，得到精确的面形误差，再进行修整，最终完成表面相位结构的加工。本发明的制备方法能够制备出高精度、低缺陷的易潮解晶体表面相位结构，有效解决了易潮解晶体表面相位结构加工的难题。

技术领域

本发明属于光学元件加工技术领域，涉及一种表面相位结构的制备方法，具体涉及一种易潮解晶体表面相位结构的磁流变制备方法。

背景技术

磁流变抛光技术(MRF)是一种确定性抛光技术，它利用磁流变液在磁场中的流变性对光学元件进行抛光，具有适用范围广、加工精度高、收敛效率高、亚表面损伤小的特点。

聚变是获得清洁能源的一种有效方法。1964年我国科学家王淦昌提出了惯性约束核聚变的基本思想，其利用激光作为驱动源提供高强度能量，均匀地作用于装填氘氚燃料的微型球状靶丸外壳，形成高温高压等离子体，利用反冲压力，压缩氘氚燃料达到极高密度，使局部区域形成高温高密度热斑，达到点火条件，进行充分的热核燃烧，放出大量聚变能。

连续相位元件是惯性约束核聚变系统中光束控制和焦斑整形的关键，对系统性能影响显著。如图1所示，此类元件表面具有三维微结构、面形复杂、面形梯度大、相位单元几何轮廓和相互位置精度要求高等特点。传统的化学刻蚀法工艺难于控制，加工出的元件焦斑整形能力不理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提出一种易潮解晶体表面相位结构的磁流变制备方法，其采用优化的工艺和制备参数，使得制备得到的相位结构可以满足强光光学系统对晶体表面相位结构的高精度、低缺陷的要求。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案；

一种易潮解晶体表面相位结构的磁流变制备方法，包括以下步骤：

(1)配置非水基磁流变抛光液，将非水基磁流变抛光液加入磁流变机床循环系统，确定系统中非水基磁流变抛光装置工艺参数，运行抛光装置；

(2)对待加工的易潮解晶体进行磁流变抛光，使易潮解晶体的透射波前面形较平整；

(3)将表面相位结构的预设面形求反与步骤(2)所得抛光后易潮解晶体的实测面形叠加得到待加工面形误差，以待加工面形误差为基础，利用非水基磁流变抛光去除函数求解抛光驻留时间，然后利用求解出的抛光驻留时间生成数控加工代码，在数控加工代码的控制下进行磁流变抛光，得到表面相位结构；

(4)对步骤(3)得到的表面相位结构进行面形测量，通过面形匹配技术将测量的面形与预设面形比较获得精确的面形误差，再进行磁流变抛光，最终加工出高精度的表面相位结构。

上述的易潮解晶体表面相位结构的磁流变制备方法中，优选的，所述步骤(2)中，具体操作如下：

(2.1)以易潮解晶体作为去除函数的试验样件，先采用波面干涉仪测量去除函数制作前的面形，采用非水基磁流变抛光装置工艺参数在试验样件上打出抛光斑点，采用波面干涉仪测量去除函数制作后的面形，将抛光去除函数制作前后的面形作差，得到非水基磁流变抛光去除函数；

(2.2)选取一个反射面，采用波面干涉仪测量面形误差，在驻留时间求解软件中导入步骤(2.1)所得非水基磁流变抛光去除函数和反射面面形误差，求解计算得到修形驻留时间文件；

(2.3)在数控代码生成软件中导入步骤(2.2)所得修形驻留时间文件，生成数控加工代码，在数控加工代码的控制下，采用非水基磁流变抛光装置工艺参数对反射面进行修整；