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。 hCi 60%g/n 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。 []\+k31D
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Yk'XGr) 目录 {0[tNth'h 致谢 4-l8,@9 第Ⅰ部分基本相互作用——材料科学 Xe3U`P7( 第1章绪论 }fp-pe69z 1.1光学制造工艺/2 FI)17i$
1.2光学制造工艺的主要特点/5 ^%d\qd` 1.3材料去除机制/8 9e<.lb^tP 参考文献/10 PIJr{6B/PA 第2章面形 %41m~Wh2 2.1普雷斯顿方程/12 3(="YbZ 2.2普雷斯顿系数/13 .UQzPnK 2.3界面摩擦力/16 8+~
>E 2.4运动和相对速度/18 6gL#C& 2.5压力分布/22 S.mG?zbw 2.5.1施加的压力分布/22 ?j'7l=94A 2.5.2弹性抛光盘响应/23 ?fQ'^agq 2.5.3流体动力/24 TEP,Dq 2.5.4力矩/26 } +TORR? 2.5.5黏弹性和黏塑性抛光盘特性/29 (9tX5$e6N 2.5.6工件抛光盘失配/33 Ab~3{Q]# 2.6确定性面形/54 4svBzZdr 参考文献/57 {dhXIs 第3章表面质量 1rNzJ;' 3.1亚表面机械损伤/63 WQx?[tW(U 3.1.1压痕断裂力学/63 dph{74Dc 3.1.2研磨过程中的亚表面机械损伤/76 [T|aw1SoN 3.1.3抛光过程中的SSD/91 ?so=;gh 3.1.4蚀刻对SSD的影响/99 IDad9 Bx 3.1.5最小化SSD的策略/107 WEw6He; 3.2碎屑、颗粒和残留物/108 ^+*N%yr 3.2.1颗粒/108 $|zX| 3.2.2残留物/110 jrCfWa}z 3.2.3清洁策略和方法/112 jSJqE_ 1 3.3拜尔培层/114 [xK3F+ 3.3.1通过两步扩散的钾渗透/116 w0[6t#$F 3.3.2化学反应性引起的铈渗透/118 n"h`5p5' 3.3.3拜尔培层和抛光工艺的化学结构机械模型/122 ({ +!`}GY 参考文献/124 3RigzT3 第4章表面粗糙度 GiJ *Wp 4.1单颗粒去除功能/130 >>QY'1Eu 4.2拜尔培层特性/137 Vouvr<43o 4.3浆料粒度分布/138 HNb/-e ," 4.4抛光盘机械性能和形貌/141 [NF'oRRD9s 4.5浆料界面相互作用/144 :W"~
{~#? 4.5.1浆料岛和 `A,-@`p 粗糙度/144 -5)H<dAQZ 4.5.2浆料中颗粒的胶体稳定性/148 q?H|o( 4.5.3抛光界面处的玻璃抛光生成物堆积/150 =R^%(Py 4.5.4抛光界面处的三种力/152 ##q2mm:a9P 4.6浆料再沉积/154 UgRhWV~f0 4.7预测粗糙度/157 kAKK bmE 4.7.1集成赫兹多间隙(EHMG)模型/157 e-~N" 4.7.2岛分布间隙(IDG)模型/164 dydc}n 4.8降低粗糙度的策略/167 _1!7V3|^ 4.8.1策略1: 减少或缩小每粒子负载的分布/167 .nO\kg oK 4.8.2策略2: 修改给定浆料的去除函数/168 FW;m\vu 参考文献/170 R$EW4]j 第5章材料去除率 /~DI 6g 5.1磨削材料去除率/173 zp6C3RG( 5.2抛光材料去除率/178 0!D4pvlt 5.2.1与宏观普雷斯顿方程的偏差/178 {k(g]#pP 5.2.2宏观材料去除的微观/分子描述/179 ]v?@g:iE 5.2.3影响单颗粒去除函数的因素/185 seba9y 参考文献/195 50"pbzW 第Ⅱ部分应用——材料技术 ?(xnSW@r %3s1z<;R[S 第6章提高产量: 划痕鉴定和断口分析 +[Dx?XM 3D6RLu 6.1断口分析101/200 pLl(iNf] ZVW'>M7. 6.2划痕辨识/204 pk>^?MO ;^+\K-O]c 6.2.1划痕宽度/205
mR!1DQ.\< Plc-4y1 6.2.2划痕长度/206 )tG\vk=@ +|*IZ:w) 6.2.3划痕类型/207 8aZ=?_gvT bUs0 M0y 6.2.4划痕密度/208 G%BjhpL ;$HftG>B 6.2.5划痕方向和滑动压痕曲率/208 /9 3M*b QZ!Y2Bz(4 6.2.6划痕模式和曲率/208 1eA7>$w}[ PoNi"Pv 6.2.7工件上的位置/209 ;i4Q| GeI-\F7b 6.2.8划痕辨识示例/209 j
'FVz& G`+T+ 6.3缓慢裂纹扩展和寿命预测/210 K~uXO {baq+ 6.4断裂案例研究/213
Id*Ce2B ht|z<XJ 6.4.1温度诱发断裂/213 }~2LW" 1' 88Ey12$ 6.4.2带摩擦的钝性载荷/221 ~Cbc<[} Q[Z8ok 6.4.3玻璃与金属接触和边缘剥落/223 +\x,HsUc" PYiU_ 6.4.4胶合导致碎片断裂/225 y>:N{| RPwbTAl} 6.4.5压差引起的工件失效/226 IO wj>t #:jHp44J 6.4.6化学相互作用和表面裂纹/229 UMv.{iEj ]E7F/O/. 参考文献/233 B{/R: Hm a Ve'ry 第7章新工艺及表征技术 &\#sI9 r`=+ L-! 7.1工艺技术/236 f<
ia(d i3dkYevs? vNVox0V 7.1.1刚性与柔性固定块/236 B#exHf8 A mvEf 7.1.2浅层蚀刻和深蚀刻/240 )}g(b= )5rb&M} 7.1.3使用隔膜或修整器进行抛光垫磨损管理/241 %fc!2E9| c7<wZ 7.1.4密封、高湿度抛光腔室/244 jGJLSEe_ 7.1.5工程过滤系统/244 [I0:=yJ+ 7.1.6浆液化学稳定性/246 \?w2a$?6w 7.1.7浆料寿命和浆料回收/250 k@\ iGqo 7.1.8超声波抛光垫清洗/250 VQ"hUX8 7.2工件表征技术/252 Sw:7pByjI 7.2.1使用纳米划痕技术表征单颗粒去除函数/252 R}'bP 7.2.2使用锥形楔片测量亚表面损伤/253 wHzEMwY_ 7.2.3使用特怀曼效应进行应力测量/255 d.3E[AJa( 7.2.4使用SIMS对拜尔培层进行表征/255 mkMq 7.2.5使用压痕和退火进行表面致密化分析/256 Vl5`U'^qx 7.2.6使用静态压痕法测量裂纹发生和扩展常数/258 <W|3\p6 7.3抛光或研磨系统表征技术/258 cT<1V!L4 7.3.1使用SPOS分析的浆料PSD末端结构/258 .O74V~T 7.3.2使用共焦显微镜测量抛光垫形貌/259 I*%-cA%l 7.3.3使用zeta电位测量浆料稳定性/259 :Uz| 3gq 7.3.4红外成像测量抛光过程中的温度分布/261 |"?M 1*g 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 bT\1> 7.3.6使用不同盘面槽结构分析浆料反应性与距离/262 2I%MAb&1@ 参考文献/263 pSoiH<33 第8章新型抛光方法 7zA'ri3w 8.1磁流变抛光/265 83E7k]7] 8.2浮法抛光/271 ht7l- AK 8.3离子束成形/273 0bz'& 8.4收敛抛光/275 _|iSF2f,X 8.5滚磨抛光/279 s&A}
h 8.6其他子孔径抛光方法/285 yaD~1"GA'O 参考文献/288 ,kF1T, 第9章抗激光损伤光学元件 5*E]ETo@R 9.1激光损伤前体/296 4h~iPn'Wl 9.2减少激光光学元件中的SSD/300 rEv@YD
9.3高级缓解过程/301 x%}^hiO<q 参考文献/306 YbR!+ 0\g
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