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。 nh<Z1tMU 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。 kL|\wci
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((qGh>* 目录 -OWZ6#v( 致谢 QCWf.@n 第Ⅰ部分基本相互作用——材料科学 gSb,s [p&+ 第1章绪论 .@@an;C 1.1光学制造工艺/2 "v5ElYG 1.2光学制造工艺的主要特点/5 rkq#7 1.3材料去除机制/8 CI^[I\$& 参考文献/10 (Izf
L1 第2章面形 SnW7 x 2.1普雷斯顿方程/12
c-5Ysg 2.2普雷斯顿系数/13 19p8B& 2.3界面摩擦力/16 4Ac}(N5D@ 2.4运动和相对速度/18 TKo<~? 2.5压力分布/22 Fwb5u!_, 2.5.1施加的压力分布/22 X &D{5~qC 2.5.2弹性抛光盘响应/23 ~q 7;8<U 2.5.3流体动力/24 6lsEGe 2.5.4力矩/26 1DqX:WM6 2.5.5黏弹性和黏塑性抛光盘特性/29 4@h;5 2.5.6工件抛光盘失配/33 h,t:] 2.6确定性面形/54 <[ZI.+_Wt 参考文献/57 QjJfE<h 第3章表面质量 NO2(vE 3.1亚表面机械损伤/63 nM8[ 3.1.1压痕断裂力学/63 pw\P<9e= 3.1.2研磨过程中的亚表面机械损伤/76 ;}K62LSR 3.1.3抛光过程中的SSD/91 vQgq]mA? 3.1.4蚀刻对SSD的影响/99 B$?^wo 3.1.5最小化SSD的策略/107 O[FZq47 3.2碎屑、颗粒和残留物/108 -9d%+O~v6~ 3.2.1颗粒/108 a.q;_5\5` 3.2.2残留物/110 m'bi\1Q 3.2.3清洁策略和方法/112 gw+eM,Yp 3.3拜尔培层/114 at|
\FOKj 3.3.1通过两步扩散的钾渗透/116 dxCPV6 XI 3.3.2化学反应性引起的铈渗透/118 n'M>xq_ 3.3.3拜尔培层和抛光工艺的化学结构机械模型/122 JhP\u3 QE 参考文献/124 cDIBDC 第4章表面粗糙度 ;|HL+je;Z 4.1单颗粒去除功能/130 lL0M^Nv 4.2拜尔培层特性/137 ,EI:gLH 4.3浆料粒度分布/138 wXbsS)#/ 4.4抛光盘机械性能和形貌/141 O m9jtWk 4.5浆料界面相互作用/144 ($8t%jVWJJ 4.5.1浆料岛和 Da_()e[9p 粗糙度/144 KmmQ ,e% 4.5.2浆料中颗粒的胶体稳定性/148 $gvr
-~ 4.5.3抛光界面处的玻璃抛光生成物堆积/150 o2naVxetE 4.5.4抛光界面处的三种力/152 0[Eb .2I 4.6浆料再沉积/154
z)w-N 4.7预测粗糙度/157 Jzex]_:1~ 4.7.1集成赫兹多间隙(EHMG)模型/157 ! %Ny0JkO 4.7.2岛分布间隙(IDG)模型/164 I 8zG~L%" 4.8降低粗糙度的策略/167 /iG7MC\` 4.8.1策略1: 减少或缩小每粒子负载的分布/167 pO]8
dE0 4.8.2策略2: 修改给定浆料的去除函数/168 R\O.e 参考文献/170 :c=.D;, 第5章材料去除率 T$P-<s 5.1磨削材料去除率/173 pr rT:Y 5.2抛光材料去除率/178
#^0( 5.2.1与宏观普雷斯顿方程的偏差/178 Ej"u1F14J 5.2.2宏观材料去除的微观/分子描述/179 x-;`-Uo% 5.2.3影响单颗粒去除函数的因素/185 [>Fm[5x 参考文献/195 pW|u P8# 第Ⅱ部分应用——材料技术 N'?u1P4G uMd. j$$ 第6章提高产量: 划痕鉴定和断口分析 Vte EDL/w ?fK1 6.1断口分析101/200 +}JM&bfK Bp_wnd 6.2划痕辨识/204 Z
a(|(M H <]U1\~j 6.2.1划痕宽度/205 OfZN|S+~W k ;KdW P 6.2.2划痕长度/206 ea9oakF ~x]9SXD% 6.2.3划痕类型/207 DQ80B)<O #*^+F?o,( 6.2.4划痕密度/208 RUo9eQIPD 4XJiIa? 6.2.5划痕方向和滑动压痕曲率/208 lr3mE T?wzwGp-[ 6.2.6划痕模式和曲率/208 ar^i|`D ,={t8lN 6.2.7工件上的位置/209 $/Ov2z cUk*C 6.2.8划痕辨识示例/209 ^4pto$#@O: @S3f:s0~D 6.3缓慢裂纹扩展和寿命预测/210 $>q@SJ1q WNy3@+@GZ 6.4断裂案例研究/213 ^}$O|t (f#b7O-Wn 6.4.1温度诱发断裂/213 =RKSag& 8@\7&C(g17 6.4.2带摩擦的钝性载荷/221 i.y)mcB4 ;['a 6.4.3玻璃与金属接触和边缘剥落/223 <02m%rhuW JAjku6 6.4.4胶合导致碎片断裂/225 iiC!|`k" yVJ%+d:6 6.4.5压差引起的工件失效/226 z5 m>H;P p]T"|! d 6.4.6化学相互作用和表面裂纹/229 1hmc,c [f{VIE*?% 参考文献/233 @cD uhK"U} diT=x52 第7章新工艺及表征技术 V5mTu)tp5 tWPO]3hW 7.1工艺技术/236 TzG]WsY_ zfI}Q}p H9 tXSh 7.1.1刚性与柔性固定块/236 WF2-$`x +OHGn;C 7.1.2浅层蚀刻和深蚀刻/240 =xN= # xge7r3i 7.1.3使用隔膜或修整器进行抛光垫磨损管理/241 zGlZ!t: ;;U:Jtn2 7.1.4密封、高湿度抛光腔室/244 H)(jh 7.1.5工程过滤系统/244 -ysn&d\rV 7.1.6浆液化学稳定性/246 dK9Zg,DZL 7.1.7浆料寿命和浆料回收/250 _}6q{}jn:c 7.1.8超声波抛光垫清洗/250
%Y nmuZ 7.2工件表征技术/252 @%ECj)u`O 7.2.1使用纳米划痕技术表征单颗粒去除函数/252 q6d~V]4: 7.2.2使用锥形楔片测量亚表面损伤/253 g=8un`]7 7.2.3使用特怀曼效应进行应力测量/255 Bi%x`4Lf 7.2.4使用SIMS对拜尔培层进行表征/255 b^CNVdo' 7.2.5使用压痕和退火进行表面致密化分析/256 ~N0sJ% 7.2.6使用静态压痕法测量裂纹发生和扩展常数/258 a[!%Ld 7.3抛光或研磨系统表征技术/258 gE7L L=x 7.3.1使用SPOS分析的浆料PSD末端结构/258 (P|pRVO 7.3.2使用共焦显微镜测量抛光垫形貌/259 =d`5f@'rl 7.3.3使用zeta电位测量浆料稳定性/259 :!TIK1 7.3.4红外成像测量抛光过程中的温度分布/261 45 >XKr.% 7.3.5使用非旋转工件抛光表征浆料空间分布和黏弹性研磨盘响应/261 ^s :y/Kd 7.3.6使用不同盘面槽结构分析浆料反应性与距离/262 #1nJ(-D+ 参考文献/263 HL K@xKD< 第8章新型抛光方法 (R}ii}& 8.1磁流变抛光/265 R{hf9R , 8.2浮法抛光/271 S~OhtHwK 8.3离子束成形/273 2\<.0 8.4收敛抛光/275 `)$_YZq|SR 8.5滚磨抛光/279 b7:0#l$ 8.6其他子孔径抛光方法/285 N:5[,O<m_ 参考文献/288 rRFAD{5) 第9章抗激光损伤光学元件 R
W/z1 9.1激光损伤前体/296
ZI>km?w 9.2减少激光光学元件中的SSD/300 N@T.T=r 9.3高级缓解过程/301 N_C;&hJN$w 参考文献/306 @* ust>7
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